Fis quim715 P2 V1 10 - Universidade NOVA de Lisboa

Prova Escrita de Física e Química A

10.º e 11.º Anos de Escolaridade

Prova 715/2.ª Fase 16 Páginas

Duração da Prova: 120 minutos. Tolerância: 30 minutos.

2010

VERSÃO 1

Na sua folha de respostas, indique de forma legível a versão da prova.

A ausência desta indicação implica a classificação com zero pontos das respostas aos itens de

escolha múltipla.

Utilize apenas caneta ou esferográfica de tinta indelével, azul ou preta.

Utilize a régua, o esquadro, o transferidor e a máquina de calcular gráfica sempre que for

necessário.

Não é permitido o uso de corrector. Em caso de engano, deve riscar, de forma inequívoca, aquilo

que pretende que não seja classificado.

Escreva de forma legível a numeração dos itens, bem como as respectivas respostas. As

respostas ilegíveis ou que não possam ser identificadas são classificadas com zero pontos.

Para cada item, apresente apenas uma resposta. Se escrever mais do que uma resposta a um

mesmo item, apenas é classificada a resposta apresentada em primeiro lugar.

Para responder aos itens de escolha múltipla, escreva, na folha de respostas:

• o número do item;

• a letra que identifica a única opção correcta.

Nos itens de resposta aberta de cálculo, apresente todas as etapas de resolução, explicitando

todos os cálculos efectuados e apresentando todas as justificações e/ou conclusões solicitadas.

As cotações dos itens encontram-se no final do enunciado da prova.

A prova inclui uma tabela de constantes na página 2, um formulário nas páginas 2 e 3, e uma

Tabela Periódica na página 4.

Prova 715.V1 • Página 1/ 16

EXAME NACIONAL DO ENSINO SECUNDÁRIO

Decreto-Lei n.º 74/2004, de 26 de Março


TABELA DE CONSTANTES

FORMULÁRIO• Conversão de temperatura (de grau Celsius para kelvin) ......................................... T = θ + 273,15

T – temperatura absoluta (temperatura em kelvin)θ – temperatura em grau Celsius

•• Densidade (massa volúmica) ............................................................................................. ρ =m – massaV – volume

•• Efeito fotoeléctrico .............................................................................................................. Erad = Erem + EcErad – energia de um fotão da radiação incidente no metalErem – energia de remoção de um electrão do metalEc – energia cinética do electrão removido

•• Concentração de solução ................................................................................................... c =n – quantidade de solutoV – volume de solução

•• Relação entre pH e concentração de H3O+ ..................................................................... pH = –log Ö[H3O+] /mol dm–3×

•• 1.ª Lei da Termodinâmica .................................................................................................. ∆U = W+Q+R∆U – variação da energia interna do sistema (também representada por ∆Ei)W – energia transferida entre o sistema e o exterior sob a forma de trabalhoQ – energia transferida entre o sistema e o exterior sob a forma de calorR – energia transferida entre o sistema e o exterior sob a forma de radiação

• Lei de Stefan-Boltzmann ...................................................................................................... P = eσ AT 4

P – potência total irradiada por um corpoe – emissividadeσ – constante de Stefan-BoltzmannA – área da superfície do corpoT – temperatura absoluta do corpo

• Energia ganha ou perdida por um corpo devido à variaçãoda sua temperatura ............................................................................................................. E = mc ∆Tm – massa do corpoc – capacidade térmica mássica do material de que é constituído

o corpo∆T – variação da temperatura do corpo

•• Taxa temporal de transmissão de energia como calor.............................................. = k ∆TQ – energia transferida através de uma barra como calor,

no intervalo de tempo ∆tk – condutividade térmica do material de que é constituída a barraA – área da secção recta da barra� – comprimento da barra∆T – diferença de temperatura entre as extremidades da barra

• Trabalho realizado por uma força constante, F→→

, que actuasobre um corpo em movimento rectilíneo...................................................................... W = Fd cosαd – módulo do deslocamento do ponto de aplicação da forçaα – ângulo definido pela força e pelo deslocamento

A–—�

Q–—∆t

n–—V

m–—V

Velocidade de propagação da luz no vácuo c = 3,00 × 108 m s−1

Módulo da aceleração gravítica de um corpo junto

à superfície da Terra g = 10 m s−2

Massa da Terra MT = 5,98 × 1024 kg

Constante de Gravitação Universal G = 6,67 × 10−11 N m2 kg−2

Constante de Avogadro NA = 6,02 × 1023 mol–1

Constante de Stefan-Boltzmann σ = 5,67 × 10−8 W m−2 K−4

Produto iónico da água (a 25 °C) Kw = 1,00 × 10−14

Volume molar de um gás (PTN) Vm = 22,4 dm3 mol−1


• Energia cinética de translação ........................................................................................... Ec = mv 2

m – massa

v – módulo da velocidade

• Energia potencial gravítica em relação a um nível de referência ........................... Ep = m g hm – massa

g – módulo da aceleração gravítica junto à superfície da Terra

h – altura em relação ao nível de referência considerado

• Teorema da energia cinética............................................................................................... W = ∆Ec

W – soma dos trabalhos realizados pelas forças que actuam num corpo,num determinado intervalo de tempo

∆Ec – variação da energia cinética do centro de massa do corpo, no mesmointervalo de tempo

• Lei da Gravitação Universal ............................................................................................... Fg = G

Fg – módulo da força gravítica exercida pela massa pontual m1 (m2) na massa pontual m2 (m1)

G – constante de gravitação universal

r – distância entre as duas massas

• 2.ª Lei de Newton ................................................................................................................... F→

= ma→

F→

– resultante das forças que actuam num corpo de massa m

a→

– aceleração do centro de massa do corpo

• Equações do movimento unidimensional com aceleração constante ......................... x = x0 + v0 t + at 2

x – valor (componente escalar) da posição v = v0 + atv – valor (componente escalar) da velocidade

a – valor (componente escalar) da aceleração

t – tempo

• Equações do movimento circular com aceleração de módulo constante ............ ac =

ac – módulo da aceleração centrípeta

v – módulo da velocidade linear v =

r – raio da trajectória

T – período do movimento ω =

ω – módulo da velocidade angular

• Comprimento de onda ......................................................................................................... λ =v – módulo da velocidade de propagação da onda

f – frequência do movimento ondulatório

• Função que descreve um sinal harmónico ou sinusoidal .......................................... y =A sin (ω t)A – amplitude do sinal

ω – frequência angular

t – tempo

• Fluxo magnético que atravessa uma superfície de área A em que existe um

campo magnético uniforme B→→

........................................................................................ Φm = B A cosαα – ângulo entre a direcção do campo e a direcção perpendicular à superfície

• Força electromotriz induzida numa espira metálica ................................................. |ε i| =

∆Φm – variação do fluxo magnético que atravessa a superfície delimitadapela espira, no intervalo de tempo ∆t

• Lei de Snell-Descartes para a refracção ........................................................................ n1 sin α1 = n2 sinα2

n1, n2 – índices de refracção dos meios 1 e 2, respectivamente

α1, α2 – ângulos entre as direcções de propagação da onda e da normalà superfície separadora no ponto de incidência, nos meios 1 e 2,respectivamente

|∆Φm|–––——∆t

v–—f

2π––—T

2π r––—T

v2

–—r

1–2

m1 m2–—–—

r2

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1. Leia o seguinte texto.

A vida dos organismos marinhos com concha enfrenta uma nova ameaça: o aumento do nível de

dióxido de carbono (CO2) atmosférico.

Os oceanos absorvem naturalmente parte do CO2 emitido para a atmosfera, dissolvendo-o nas suas

águas. Uma vez em solução, o CO2 reage, tornando a água do mar, actualmente a um pH de cerca

de 8,1, menos alcalina. Como se continua a emitir enormes quantidades daquele gás, o impacto começa

a notar-se – os cientistas mediram já um aumento de acidez de cerca de 30% na água do mar e prevêem

um aumento de 100 a 150% até 2100.

O aumento de acidez é acompanhado por uma diminuição da concentração de iões carbonato em

solução. Assim, muitos organismos marinhos, que dependem do carbonato da água do mar para

construírem as suas conchas e outras componentes duras, perderão a capacidade de construir ou de

manter essas estruturas vitais.

J.S. Holland, «A ameaça ácida», National Geographic Portugal, Novembro 2007 (adaptado)

1.1. Refira, com base no texto, um factor que ameaça a vida dos organismos marinhos com concha e

que é devido ao aumento da concentração de CO2 dissolvido na água do mar.

1.2. Seleccione a única opção que permite obter uma afirmação correcta.

Entendendo por acidez de uma solução a concentração hidrogeniónica ([H3O+]) total existente

nessa solução, um aumento de acidez de cerca de 100% na água do mar, em relação ao valor

actual, determinará um pH de cerca de...

(A) 4,1

(B) 8,4

(C) 16,2

(D) 7,8

1.3. Considere que a densidade do CO2(g), à pressão de 1 atm e à temperatura de 25 ºC, é igual a

1,80 g dm–3.

Calcule o volume ocupado por moléculas de CO2 (g) nas condições de pressão e de

temperatura referidas, sendo NA a constante de Avogadro.

Apresente todas as etapas de resolução.

NA–—2


1.4. Seleccione a única opção que apresenta uma equação química que pode traduzir a reacção do

dióxido de carbono com a água.

(A) CO2(g) + 2 H2O(� ) Þ CO32–

(aq) + 2 H3O+(aq)

(B) CO2(g) + H2O(� )2 Þ CO32–

(aq) + H3O+(aq)

(C) CO2(g) + H2O(� ) Þ HCO3–(aq) + H3O+(aq)

(D) CO2(g) + 2 H2O(� ) 2Þ HCO3–(aq) + H3O+(aq)

1.5. O carbono, elemento presente nas moléculas de CO2, dá origem a uma grande variedade de

compostos orgânicos, nos quais se incluem os hidrocarbonetos saturados, também designados por

alcanos.

Seleccione a única opção que corresponde à representação correcta de uma molécula de propano.

2. As conchas dos organismos marinhos são constituídas, maioritariamente, por carbonato de cálcio,

CaCO3.

2.1. O carbonato de cálcio resulta de uma reacção de precipitação entre os iões cálcio (Ca2+) e os iões

carbonato (CO32–

) presentes na água. Entre o precipitado e os iões em solução estabelece-se um

equilíbrio que é traduzido por:

CaCO3(s) Þ Ca2+(aq) + CO32–

(aq)

Seleccione a única opção que apresenta o valor da solubilidade do carbonato de cálcio em água, à

temperatura de 25 ºC, sabendo que a constante de produto de solubilidade deste sal, à mesma

temperatura, é 8,7 × 10–9.

(A) 4,4 × 10–9 mol dm–3

(B) 1,7 × 10–8 mol dm–3

(C) 7,6 × 10–17 mol dm–3

(D) 9,3 × 10–5 mol dm–3

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2.2. O carbonato de cálcio dissolve-se em meio ácido, devido a uma reacção química que pode ser

representada por:

CaCO3(s) + 2 H3O+(aq) → Ca2+(aq) + 3 H2O(� ) + CO2(g)

Considere que se quer fazer reagir um conjunto de conchas marinhas, exclusivamente constituídas

por CaCO3 (M = 100,1 g mol–1), com 7,5 dm3 de uma solução aquosa de um ácido forte, cuja

concentração hidrogeniónica é 0,80 mol dm–3.

Calcule a massa de conchas que é possível dissolver nas condições referidas.


2.3. Escreva a configuração electrónica do átomo de cálcio no estado fundamental.

2.4. Justifique a afirmação seguinte, com base nas posições relativas dos elementos cálcio (Ca) e

manganês (Mn), na Tabela Periódica.

O raio atómico do cálcio é superior ao raio atómico do manganês.

2.5. Para comparar o poder redutor dos metais manganês (Mn), ferro (Fe), prata (Ag) e chumbo (Pb),

adicionou-se um pequeno pedaço de cada um destes metais a várias soluções aquosas, cada uma

contendo iões positivos de um desses mesmos metais, em concentrações semelhantes.

A tabela seguinte apresenta os resultados obtidos.

Indique qual dos metais tem menor poder redutor.

Ião metálico

MetalMn2+ Fe2+ Ag+ Pb2+

Mn — Há reacção Há reacção Há reacção

Fe Não há reacção — Há reacção Há reacção

Ag Não há reacção Não há reacção — Não há reacção

Pb Não há reacção Não há reacção Há reacção —


3. A água é a única substância que coexiste na Terra nas três fases (sólida, líquida e gasosa).

3.1. A Figura 1 representa o gráfico teórico que traduz o modo como varia a temperatura, θ, de uma

amostra de água, inicialmente em fase sólida, em função da energia fornecida, E, à pressão de

1 atm.

Figura 1

3.1.1. Indique, justificando com base no gráfico, em que fase (sólida ou líquida) a água apresenta

maior capacidade térmica mássica.

3.1.2. A Figura 2 representa um gráfico que

traduz o modo como variou a

temperatura de uma amostra de

água, inicialmente em fase líquida,

em função do tempo de aquecimento,

à pressão de 1 atm.

Seleccione a única opção que contém

os termos que preenchem, sequen-

cialmente, os espaços seguintes, de

modo a obter uma afirmação correcta.

A amostra de água considerada ______________ impurezas, uma vez que a ebulição ocorre

a uma temperatura, diferente de 100 ºC, que ______________ constante ao longo do tempo.

(A) não contém ... não se mantém

(B) contém ... não se mantém

(C) contém ... se mantém

(D) não contém ... se mantém

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Figura 2

3.2. Identifique a propriedade física considerada quando se afirma que duas amostras de água com a

mesma massa, uma na fase sólida e outra na fase líquida, têm volumes diferentes.

3.3. A tabela seguinte apresenta os valores da energia que foi necessário fornecer a diversas amostras

de água na fase sólida, à temperatura de fusão e a pressão constante, para que elas fundissem

completamente.

O gráfico da energia fornecida às amostras de água, em função da massa dessas amostras, permite

determinar a energia necessária à fusão de uma unidade de massa de água.

Obtenha o valor dessa energia, expresso em J kg–1, a partir da equação da recta que melhor se

ajusta ao conjunto de valores apresentado na tabela.

Utilize a calculadora gráfica.

Apresente o resultado com três algarismos significativos.

3.4. As paredes dos igloos, abrigos tradicionalmente usados pelos esquimós, são feitas de blocos de gelo

ou de neve compacta.

Se, num igloo, o gelo fosse substituído por betão, a espessura da parede do igloo deveria ser maior,

para que, considerando uma mesma diferença de temperatura entre as faces interior e exterior

dessa parede, a energia transferida por unidade de tempo fosse a mesma.

Que conclusão se pode retirar da afirmação anterior?

3.5. A velocidade de propagação de uma radiação monocromática na água em fase líquida é cerca de

da velocidade de propagação dessa radiação no vácuo.

Seleccione a única opção que apresenta um valor aproximado do índice de refracção da água em

fase líquida, para aquela radiação.

(A) 0,75

(B) 1,33

(C) 2,25

(D) 1,20

3—4

Massa das amostras / kg Energia fornecida / J

0,552 1,74 × 105

0,719 2,64 × 105

1,250 4,28 × 105

1,461 4,85 × 105

1,792 6,16 × 105


4. O amoníaco, NH3(g), obtém-se industrialmente através do processo de Haber, podendo a reacção de

síntese ser representada por:

3 H2(g) + N2(g) Þ 2 NH3(g) ∆H = –92,6 kJ mol–1

4.1. Preveja, justificando, como varia a concentração de NH3(g) quando ocorre um aumento da temperatura

do sistema inicialmente em equilíbrio.

4.2. Seleccione a única opção que contém os termos que preenchem, sequencialmente, os espaços

seguintes, de modo a obter uma afirmação correcta.

Se a reacção de síntese do amoníaco ocorrer em sistema isolado, ____________ transferência de

energia entre o sistema e o exterior, e a energia interna do sistema ____________.

(A) não há ... mantém-se

(B) não há ... diminui

(C) há ... diminui

(D) há ... mantém-se

4.3. A tabela seguinte apresenta dois valores de energia média de ligação.

Seleccione a única opção que apresenta a expressão que permite estimar a energia envolvida na

quebra da ligação tripla (EN≡N) na molécula de azoto, expressa em kJ mol−1.

(A) –3(436,4) – EN≡N + 6(393) = –92,6

(B) +3(436,4) + EN≡N – 6(393) = –92,6

(C) +3(436,4) + EN≡N – 2(393) = –92,6

(D) –3(436,4) – EN≡N + 2(393) = –92,6

1Ligação1Energia de ligação / kJ mol–1

H — H 436,4

N — H 393




Na molécula de NH3, existem, no total, ____________ electrões de valência não ligantes e

____________ electrões de valência ligantes.

(A) três ... dois

(B) dois ... seis

(C) dois ... três

(D) três ... seis


5. As auto-estradas dispõem de diversos dispositivos de segurança, como os postos SOS e as escapatórias

destinadas à imobilização de veículos com falhas no sistema de travagem.

Considere que, no item 5.1., o automóvel pode ser representado pelo seu centro de massa (modelo da

partícula material).

5.1. Considere um automóvel que, devido a uma falha no sistema de travagem, entra numa escapatória

com uma velocidade de módulo 25,0 m s–1.

Admita que a massa do conjunto automóvel + ocupantes é 1,20 × 103 kg .

5.1.1. A Figura 3 representa o percurso do automóvel na escapatória, imobilizando-se aquele a uma

altura de 4,8 m em relação à base da rampa, após ter percorrido 53,1 m.

A figura não está à escala.

Figura 3

Calcule a intensidade da resultante das forças não conservativas que actuam sobre o

automóvel, no percurso considerado.

Admita que essas forças se mantêm constantes e que a sua resultante tem sentido contrário

ao do movimento.


5.1.2. Considere que o automóvel entra na escapatória, nas mesmas condições.

Seleccione a única opção que permite obter uma afirmação correcta.

Se a intensidade das forças dissipativas que actuam sobre o automóvel fosse maior, verificar-

-se-ia que, desde o início da escapatória até ao ponto em que o automóvel se imobiliza, a

variação da energia...

(A) potencial gravítica do sistema automóvel-Terra seria maior.

(B) cinética do automóvel seria maior.

(C) potencial gravítica do sistema automóvel-Terra seria menor.

(D) cinética do automóvel seria menor.

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5.1.3. Suponha que a escapatória não tinha o perfil representado na Figura 3 (situação A), mas tinha

o perfil representado na Figura 4 (situação B), e que o automóvel se imobilizava à mesma

altura (4,8 m).

A figura não está à escala.

Figura 4

Seleccione a única opção que compara correctamente o trabalho realizado pela força

gravítica aplicada no automóvel, desde o início da escapatória até ao ponto em que o

automóvel se imobiliza, na situação A, WA, e na situação B, WB.

(A) WA = WB

(B) WA > WB

(C) WA < WB

(D) WA ≥ WB

5.2. Nas auto-estradas, os telefones dos postos SOS são alimentados com painéis fotovoltaicos.

Considere um painel fotovoltaico, de área 0,50m2 e de rendimento médio 10%, colocado num local

onde a potência média da radiação solar incidente é 600 W m−2.

Seleccione a única opção que permite calcular a potência útil desse painel, expressa em W.

(A) (600 × 0,50 × 10) W

(B) W

(C) W

(D) (600 × 0,50 × 0,10) W

5.3. Em situações de emergência, os automobilistas podem usar a buzina para emitir um sinal sonoro

que, ao propagar-se no ar, origina uma onda sonora.

Sabendo que uma onda sonora é uma onda mecânica longitudinal, descreva como ocorre a

propagação de um sinal sonoro no ar.

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,

600×0 50 0 10

,

600×10 0 50

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6. Para investigar se o valor da aceleração da gravidade depende da massa dos corpos em queda livre e da

altura de queda, um grupo de alunos usou duas células fotoeléctricas, X e Y, ligadas a um cronómetro

digital, e diversas esferas de um mesmo material, mas com diâmetros diferentes.

A Figura 5 representa um esquema da montagem utilizada.

Figura 5

Os alunos começaram por medir, com uma craveira, o diâmetro, d , de cada uma das esferas.

Realizaram, seguidamente, diversos ensaios, para determinarem:

– o tempo que cada esfera demora a percorrer a distância entre as células X e Y, ∆tqueda ;

– o tempo que cada esfera demora a passar em frente à célula Y, ∆tY.

Os alunos tiveram o cuidado de largar cada esfera sempre da mesma posição inicial, situada

imediatamente acima da célula X, de modo a poderem considerar nula a velocidade com que a esfera

passava nessa célula (vX = 0).

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6.1. Para uma dada esfera, os alunos obtiveram os valores mais prováveis do diâmetro, d , e do tempo

de passagem da esfera pela célula Y, ∆tY :

• d = 2,860 cm

• ∆tY = 12,3 × 10–3 s

Os alunos usaram a expressão (que se refere a um movimento rectilíneo uniforme) para

calcular um valor aproximado da velocidade, vY , com que a esfera passa na célula Y.

6.1.1. Explique por que é possível utilizar-se aquela expressão no cálculo do valor aproximado da

velocidade vY .

6.1.2. Os alunos obtiveram, em três ensaios consecutivos, os valores de tempo que a esfera

demora a percorrer a distância entre as células X e Y, ∆tqueda , apresentados na tabela

seguinte.

Calcule o valor experimental da aceleração da gravidade obtido pelos alunos a partir das

medidas efectuadas.


6.2. A tabela seguinte apresenta alguns dos valores experimentais da aceleração da gravidade, expressos

em ms–2, obtidos pelos alunos, utilizando esferas de massas diferentes e alturas de queda diferentes.

Seleccione a única opção que contém os termos que preenchem, sequencialmente, os espaços


A partir dos resultados experimentais obtidos, podemos concluir que o valor da aceleração da

gravidade ____________ da massa dos corpos em queda e que ____________ da altura de queda.

(A) depende … depende

(B) depende … não depende

(C) não depende … depende

(D) não depende … não depende

FIM

Massa da esfera / g

Altura de queda / cm70 85 100

22 10,2 10,0 10,3

26 10,1 10,0 10,2

30 10,1 10,3 10,2

1Ensaio1 ∆∆tqueda /s

1.º 0,2279

2.º 0,2268

3.º 0,2270

YY

dv

t=∆


COTAÇÕES

1.

1.1. ..................................................................................................................... 5 pontos1.2. ...................................................................................................................... 5 pontos

1.3. ...................................................................................................................... 10 pontos

1.4. ...................................................................................................................... 5 pontos

1.5. ..................................................................................................................... 5 pontos

30 pontos

2.

2.1. ............................................................................................................................ 5 pontos

2.2. ............................................................................................................................ 10 pontos

2.3. ............................................................................................................................ 5 pontos

2.4. ............................................................................................................................ 10 pontos

2.5. ............................................................................................................................ 5 pontos

35 pontos

3.

3.1.

3.1.1. ................................................................................................................ 10 pontos

3.1.2. ................................................................................................................. 5 pontos

3.2. ............................................................................................................................ 5 pontos

3.3. ............................................................................................................................ 5 pontos

3.4. ............................................................................................................................ 5 pontos

3.5. ............................................................................................................................ 5 pontos

35 pontos

4.

4.1. ............................................................................................................................ 15 pontos

4.2. ............................................................................................................................ 5 pontos

4.3. ............................................................................................................................ 5 pontos

4.4. ............................................................................................................................ 5 pontos

30 pontos

5.

5.1.

5.1.1. ................................................................................................................ 10 pontos

5.1.2. ................................................................................................................. 5 pontos

5.1.3. ................................................................................................................. 5 pontos

5.2. ............................................................................................................................ 5 pontos

5.3. ............................................................................................................................ 10 pontos

35 pontos

6.

6.1.

6.1.1. ................................................................................................................ 10 pontos

6.1.2. ................................................................................................................. 20 pontos

6.2. ............................................................................................................................ 5 pontos

35 pontos

___________

TOTAL .................................................................. 200 pontos






2010COTAÇÕES

1.1.1. .................................................................................................................... 5 pontos1.2. .................................................................................................................... 5 pontos1.3. .................................................................................................................... 10 pontos1.4. .................................................................................................................... 5 pontos1.5. .................................................................................................................... 5 pontos

30 pontos2.

2.1. .................................................................................................................... 5 pontos2.2. .................................................................................................................... 10 pontos2.3. .................................................................................................................... 5 pontos2.4. .................................................................................................................... 10 pontos2.5. .................................................................................................................... 5 pontos

35 pontos3.

3.1. 3.1.1. ........................................................................................................ 10 pontos3.1.2. ........................................................................................................ 5 pontos

3.2. .................................................................................................................... 5 pontos3.3. .................................................................................................................... 5 pontos3.4. .................................................................................................................... 5 pontos3.5. .................................................................................................................... 5 pontos

35 pontos4.


30 pontos5.

5.1. 5.1.1. ........................................................................................................ 10 pontos5.1.2. ........................................................................................................ 5 pontos5.1.3. ........................................................................................................ 5 pontos

5.2. .................................................................................................................... 5 pontos5.3. .................................................................................................................... 10 pontos

35 pontos6.

6.1.6.1.1. ........................................................................................................ 10 pontos6.1.2. ........................................................................................................ 20 pontos

6.2. .................................................................................................................... 5 pontos

35 pontos___________

TOTAL ............................................... 200 pontos

Prova 715 • Página C/1/ 11



CRITÉRIOS GERAIS DE CLASSIFICAÇÃO

A classificação a atribuir a cada resposta resulta da aplicação dos critérios gerais e dos critérios específicos

de classificação apresentados para cada item e é expressa por um número inteiro, previsto na grelha de

classificação.

As respostas ilegíveis ou que não possam ser claramente identificadas são classificadas com zero pontos.

No entanto, em caso de omissão ou de engano na identificação do item ao qual a resposta se refere, a

mesma pode ser classificada se for possível identificar inequivocamente o item a que diz respeito.

Se o examinando responder a um mesmo item mais do que uma vez, não eliminando inequivocamente a(s)

resposta(s) que não deseja que seja(m) classificada(s), deve ser considerada apenas a resposta apresentada

em primeiro lugar.

A ausência de indicação inequívoca da versão da prova (Versão 1 ou Versão 2) implica a classificação com

zero pontos das respostas aos itens de escolha múltipla.

ITENS DE RESPOSTA FECHADA

Itens de resposta fechada de escolha múltipla

A cotação total do item só é atribuída às respostas que apresentem, de forma inequívoca, a única opção

correcta.

São classificadas com zero pontos as respostas em que é assinalada:

– uma opção incorrecta;

– mais do que uma opção.

Não há lugar a classificações intermédias.

Itens de resposta fechada curta

As respostas correctas são classificadas com a cotação total do item. As respostas incorrectas são

classificadas com zero pontos.

A classificação é atribuída de acordo com os elementos de resposta solicitados e apresentados.

Caso a resposta contenha elementos que excedam o solicitado, só são considerados para efeito de classificação

os elementos que satisfaçam o que é pedido, segundo a ordem pela qual são apresentados na resposta. Porém,

se os elementos referidos revelarem contradição entre si, a classificação a atribuir é de zero pontos.

A classificação da prova deve respeitar integralmente

os critérios gerais e os critérios específicos a seguir apresentados.


ITENS DE RESPOSTA ABERTA

Os critérios de classificação dos itens de resposta aberta apresentam-se organizados por níveis de

desempenho. A cada nível de desempenho corresponde uma dada pontuação. É classificada com zero pontos

qualquer resposta que não atinja o nível 1 de desempenho no domínio específico da disciplina.

Caso a resposta contenha elementos contraditórios, serão considerados para efeito de classificação apenas os

tópicos ou etapas que não apresentem contradição.

As respostas, desde que o seu conteúdo seja considerado cientificamente válido e adequado ao solicitado,

podem não apresentar exactamente os termos e/ou as expressões constantes dos critérios específicos de

classificação, desde que a linguagem usada em alternativa seja adequada e rigorosa. Nestes casos, os

elementos de resposta cientificamente válidos devem ser classificados, seguindo procedimentos análogos aos

previstos nos descritores apresentados.

Itens de resposta aberta de texto

A classificação das respostas aos itens de resposta aberta de texto centra-se nos tópicos de referência, tendo

em conta o rigor científico dos conteúdos e a organização lógico-temática das ideias expressas no texto

elaborado.

No item de resposta aberta com cotação igual a 15 pontos, a classificação a atribuir traduz a avaliação simultânea

das competências específicas da disciplina e das competências de comunicação escrita em língua portuguesa.

A avaliação das competências de comunicação escrita em língua portuguesa contribui para valorizar a

classificação atribuída ao desempenho no domínio das competências específicas da disciplina. Esta valorização

é cerca de 10% da cotação do item e faz-se de acordo com os níveis de desempenho descritos no quadro

seguinte.

A valorização correspondente ao desempenho no domínio da comunicação escrita em língua portuguesa só

será atribuída aos tópicos que apresentem correcção científica. Assim, no caso de a resposta não atingir o nível

1 de desempenho no domínio específico da disciplina, não é classificado o desempenho no domínio da

comunicação escrita em língua portuguesa e a classificação a atribuir é zero pontos.

Havendo escolas em que os alunos já contactam com as novas regras ortográficas, uma vez que o Acordo

Ortográfico de 1990 já foi ratificado e dado que qualquer cidadão, nesta fase de transição, pode optar pela

ortografia prevista quer no Acordo de 1945, quer no de 1990, são consideradas correctas, na classificação das

provas de exame nacional, as grafias que seguirem o que se encontra previsto em qualquer um destes

normativos.

Níveis Descritores

3Composição bem estruturada, sem erros de sintaxe, de pontuação e/ou de ortografia, ou com

erros esporádicos, cuja gravidade não implique perda de inteligibilidade e/ou de sentido.

2Composição razoavelmente estruturada, com alguns erros de sintaxe, de pontuação e/ou de

ortografia, cuja gravidade não implique perda de inteligibilidade e/ou de sentido.

1Composição sem estruturação aparente, com erros graves de sintaxe, de pontuação e/ou de

ortografia, cuja gravidade implique perda frequente de inteligibilidade e/ou de sentido.


Itens de resposta aberta de cálculo

Nos itens de resposta aberta de cálculo, a classificação a atribuir decorre do enquadramento simultâneo em

níveis de desempenho relacionados com a consecução das etapas necessárias à resolução do item, de

acordo com os critérios específicos de classificação, e em níveis de desempenho relacionados com o tipo de

erros cometidos.

Os níveis de desempenho, relacionados com o tipo de erros cometidos, correspondem aos descritores

apresentados no quadro seguinte.

Erros de tipo 1 – erros de cálculo numérico, transcrição incorrecta de dados, conversão incorrecta deunidades ou unidades incorrectas no resultado final, desde que coerentes com a grandeza calculada.

Erros de tipo 2 – erros de cálculo analítico, ausência de conversão de unidades*, ausência de unidades noresultado final, unidades incorrectas no resultado final não coerentes com a grandeza calculada, e outroserros que não possam ser considerados de tipo 1.

* Qualquer que seja o número de conversões de unidades não efectuadas, contabiliza-se apenas como um erro de tipo 2.

Na atribuição dos níveis de desempenho acima descritos, os erros cometidos só são contabilizados nasetapas que venham a ser consideradas para a classificação do item.

O examinando deve respeitar sempre a instrução relativa à apresentação de todas as etapas de resolução,devendo explicitar todos os cálculos que tiver de efectuar, assim como apresentar todas as justificações e/ouconclusões eventualmente solicitadas.

No quadro seguinte apresentam-se os critérios de classificação a aplicar às respostas aos itens de respostaaberta de cálculo em situações não consideradas anteriormente.

Situação Classificação

Utilização de processos de resolução do item que

não respeitam as instruções dadas.

Não são consideradas as etapas cuja resolução

esteja relacionada com a instrução não respeitada.

Utilização de processos de resolução do item não

previstos nos critérios específicos.

Deve ser classificado qualquer processo de

resolução cientificamente correcto, ainda que não

previsto nos critérios específicos de classificação

nem no Programa da disciplina, desde que respeite

as instruções dadas.

Não explicitação dos cálculos necessários à

resolução de uma ou mais etapas.

Não são consideradas as etapas em que ocorram

essas omissões, ainda que seja apresentado um

resultado final correcto.

Não resolução de uma etapa necessária aos

cálculos subsequentes.

Se o examinando explicitar inequivocamente a

necessidade de calcular o valor da grandeza

solicitada nessa etapa, as etapas subsequentes

deverão ser consideradas para efeito de

classificação.

Níveis Descritores

4 Ausência de erros.

3 Apenas erros de tipo 1, qualquer que seja o seu número.

2 Apenas um erro de tipo 2, qualquer que seja o número de erros de tipo 1.

1 Mais do que um erro de tipo 2, qualquer que seja o número de erros de tipo 1.


CRITÉRIOS ESPECÍFICOS DE CLASSIFICAÇÃO

1.1. ................................................................................................................................................ 5 pontos

Aumento da acidez da água do mar ou diminuição da concentração de iões carbonato emsolução.

1.2. Versão 1 – (D); Versão 2 – (C) .............................................................................................. 5 pontos

1.3. ................................................................................................................................................. 10 pontos

A resolução deve apresentar, no mínimo, as seguintes etapas:

• Determina o volume molar do CO2(g), nas condições de pressão e de temperaturareferidas (Vm = 24,45 dm3 mol–1).

ou

• Determina a quantidade de CO2(g) existente em 1 dm3 deste gás, nas condições de

pressão e de temperatura referidas (n = 4,090 × 10−2 mol).

• Determina o volume ocupado por moléculas de CO2(g) nas mesmas condições de

pressão e de temperatura (V = 12,2 dm3).

A classificação da resposta a este item é feita em função do enquadramento da mesmanum dos níveis de desempenho, de acordo com a tabela seguinte.

* Descritores apresentados no primeiro quadro da página C/4 dos critérios gerais de classificação.

1.4. Versão 1 – (D); Versão 2 – (B) .............................................................................................. 5 pontos

1.5. Versão 1 – (A); Versão 2 – (A) .............................................................................................. 5 pontos


Descritores do nível de desempenho relacionado

com o tipo de erros cometidos

Descritores do nível de desempenho

relacionado com a consecução das etapas

Níveis*

4 3 2 1

Nív

eis 2 A resolução apresenta as duas etapas consideradas. 10 9 7 5

1 A resolução apresenta apenas uma das etapas consideradas. 5 4 2 0

NA–—2


2.2. ................................................................................................................................................. 10 pontos


• Determina a quantidade de H3O+(aq) existente na solução de ácido forte(n = 6,00 mol).

• Determina a massa de conchas que é possível dissolver (m = 3,0 × 102 g).



2.3. ................................................................................................................................................ 5 pontos

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2

2.4. ................................................................................................................................................ 10 pontos

A resposta deve abordar os seguintes tópicos:

• O cálcio precede o manganês no mesmo período da Tabela Periódica.

• Como o raio atómico apresenta tendência para diminuir ao longo de um período, o raio

atómico do cálcio é superior ao raio atómico do manganês.


2.5. ................................................................................................................................................ 5 pontos

Prata (Ag)

Níveis Descritores do nível de desempenho no domínio específico da disciplina Pontuação

4

A resposta:

• aborda os dois tópicos de referência;

• apresenta organização coerente dos conteúdos;

• aplica linguagem científica adequada.

10

3

A resposta:


• apresenta falhas de coerência na organização dos conteúdos e/ou na

aplicação da linguagem científica.

8

2

A resposta:

• aborda apenas um dos tópicos de referência;


5

1

A resposta:


• apresenta falhas na aplicação da linguagem científica.

3





Níveis*

4 3 2 1

Nív




3.1.1. ............................................................................................................................................. 10 pontos


• A análise do gráfico apresentado permite concluir que, para se obter uma mesma

variação de temperatura, será necessário fornecer mais energia à amostra de água

em fase líquida do que à amostra de água em fase sólida.

ou

• Nos troços do gráfico correspondentes ao aquecimento da amostra de água, o declive

da recta é , verificando-se que este declive é menor quando a amostra se

encontra em fase líquida.

• Conclui-se, assim, que a água em fase líquida apresenta maior capacidade térmica

mássica do que a água em fase sólida.


3.1.2. Versão 1 – (B); Versão 2 – (C) ........................................................................................... 5 pontos

3.2. ................................................................................................................................................ 5 pontos

Densidade ou massa volúmica.

3.3. ................................................................................................................................................ 5 pontos

3,41 × 105 J kg−1

3.4. ................................................................................................................................................ 5 pontos

A condutividade térmica do betão é superior à do gelo.

3.5. Versão 1 – (B); Versão 2 – (D) .............................................................................................. 5 pontos


4

A resposta:




10

3

A resposta:




8

2

A resposta:



5

1

A resposta:



3

1–—mc


4.1. ................................................................................................................................................ 15 pontos


• A reacção directa é uma reacção exotérmica.

• Quando ocorre um aumento da temperatura do sistema inicialmente em equilíbrio, esteevolui, de acordo com o Princípio de Le Châtelier, favorecendo a reacção endotérmica.

• Como a reacção endotérmica é, neste caso, a reacção inversa, a concentração deNH3(g) deverá diminuir.


* Descritores apresentados no quadro da página C/3 dos critérios gerais de classificação.

4.2. Versão 1 – (A); Versão 2 – (B) .............................................................................................. 5 pontos

4.3. Versão 1 – (B); Versão 2 – (A) .............................................................................................. 5 pontos

4.4. Versão 1 – (B); Versão 2 – (C) .............................................................................................. 5 pontos

Descritores do nível de desempenho no domínioda comunicação escrita em língua portuguesa

Descritores do nível de desempenho no domínio específico da disciplina

Níveis*

1 2 3

Nív

eis

5

A resposta:

• aborda os três tópicos de referência;



13 14 15

4

A resposta:


• apresenta falhas de coerência na organização dos conteúdos e/ou

na aplicação da linguagem científica.

11 12 13

3

A resposta:

• aborda apenas dois dos tópicos de referência;



8 9 10

2

A resposta:




6 7 8

1A resposta:

• aborda apenas um dos tópicos de referência.3 4 5


5.1.1. .............................................................................................................................................. 10 pontos


• Determina a variação da energia mecânica do sistema, no percurso considerado

(∆Em = –3,17 × 105 J).

ou

• Determina a intensidade da resultante das forças que actuam sobre o automóvel,

no percurso considerado (FR = 7,06 × 103 N).

• Determina a intensidade da resultante das forças não conservativas que actuam sobre

o automóvel, no percurso considerado (F = 6,0 × 103 N).



5.1.2. Versão 1 – (C); Versão 2 – (A) ........................................................................................... 5 pontos

5.1.3. Versão 1 – (A); Versão 2 – (D) ........................................................................................... 5 pontos

5.2. Versão 1 – (D); Versão 2 – (A) .............................................................................................. 5 pontos





Níveis*

4 3 2 1

Nív




5.3. ................................................................................................................................................ 10 pontos


• A propagação de um sinal sonoro ocorre por sucessivas compressões e rarefacções (ouexpansões) de ar, em cada ponto da vizinhança do emissor.

ou

• A propagação de um sinal sonoro ocorre por sucessivas variações de pressão de ar, emcada ponto da vizinhança do emissor.

• Aquelas compressões e rarefacções ocorrem na mesma direcção em que se dá apropagação do sinal sonoro.



4

A resposta:




10

3

A resposta:




8

2

A resposta:



5

1

A resposta:



3


6.1.1. ............................................................................................................................................. 10 pontos


• O tempo de passagem da esfera pela célula Y, ∆tY, é muito pequeno.

• A velocidade da esfera mantém-se, assim, praticamente constante nesse intervalo detempo.


6.1.2. ............................................................................................................................................. 20 pontos


• Determina o valor mais provável do tempo que a esfera demora a percorrer a distância

entre as células X e Y (∆tqueda = 0,2272 s).

• Determina o valor aproximado da velocidade com que a esfera passa na célula Y(vY = 2,325 m s–1).

• Determina o valor experimental da aceleração da gravidade (g = 10,2 m s–2 ).








Níveis*

4 3 2 1

Nív

eis

3 A resolução apresenta as três etapas consideradas. 20 19 17 14

2 A resolução apresenta apenas duas das etapas consideradas. 13 12 10 7



4

A resposta:




10

3

A resposta:




8

2

A resposta:



5

1

A resposta:



3






2010

VERSÃO 1


A ausência desta indicação implica a classificação com zero pontos das respostas aos itens deescolha múltipla.


Utilize a régua, o esquadro, o transferidor e a máquina de calcular gráfica sempre que fornecessário.

Não é permitido o uso de corrector. Em caso de engano, deve riscar, de forma inequívoca, aquiloque pretende que não seja classificado.

Escreva de forma legível a numeração dos itens, bem como as respectivas respostas. Asrespostas ilegíveis ou que não possam ser identificadas são classificadas com zero pontos.

Para cada item, apresente apenas uma resposta. Se escrever mais do que uma resposta a ummesmo item, apenas é classificada a resposta apresentada em primeiro lugar.



• a letra que identifica a única opção correcta.

Nos itens de resposta aberta de cálculo, apresente todas as etapas de resolução, explicitandotodos os cálculos efectuados e apresentando todas as justificações e/ou conclusões solicitadas.


A prova inclui uma tabela de constantes na página 2, um formulário nas páginas 2 e 3, e umaTabela Periódica na página 4.









•• Efeito fotoeléctrico .............................................................................................................. Erad = Erem + EcErad – energia de um fotão da radiação incidente no metalErem – energia de remoção de um electrão do metalEc – energia cinética do electrão removido


•• Relação entre pH e concentração de H3O+ ..................................................................... pH = –log Ö[H3O+] /mol dm−3×










A–—�

Q–—∆t

n–—V

m–—V

Velocidade de propagação da luz no vácuo c = 3,00 × 108 m s−1


à superfície da Terra g = 10 m s−2


Constante de Gravitação Universal G = 6,67 × 10−11 N m2 kg−2

Constante de Avogadro NA = 6,02 × 1023 mol−1

Constante de Stefan-Boltzmann σ = 5,67 × 10−8 W m−2 K−4

Produto iónico da água (a 25 °C) Kw = 1,00 × 10−14

Volume molar de um gás (PTN) Vm = 22,4 dm3 mol−1



m – massa












• 2.ª Lei de Newton ................................................................................................................... F→

= ma→

F→


a→





t – tempo











t – tempo









|∆Φm|–––——∆t

v–—f

2π––—T

2π r––—T

v2

–—r

1–2

m1 m2–—–—

r2

1–—2

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A 2 de Agosto de 1971, o astronauta David Scott, comandante da missão Apollo 15, realizou na Lua

(onde a atmosfera é praticamente inexistente) uma pequena experiência com um martelo geológico (de

massa 1,32 kg) e uma pena de falcão (de massa 0,03 kg). No filme que registou essa experiência, é

possível ouvir as palavras de Scott:

«Se estamos aqui hoje, devemo-lo, entre outros, a Galileu, que fez uma descoberta muito importante

acerca da queda dos corpos em campos gravíticos. Considero que não há melhor lugar para confirmar as

suas descobertas do que a Lua. Vou, por isso, deixar cair o martelo, que tenho na mão direita, e a pena,

que tenho na mão esquerda, e espero que cheguem ao chão ao mesmo tempo.»

Nas imagens registadas, vê-se Scott a segurar no martelo e na pena, aproximadamente, à mesma

altura, e a largá-los em simultâneo. Os dois objectos caem lado a lado e chegam ao chão praticamente

ao mesmo tempo. Scott exclama: «Isto mostra que Galileu tinha razão!»

http://history.nasa.gov/alsj/a15/a15.clsout3.html#1670255 (adaptado)

1.1. Identifique o facto, referido no texto, que levou Scott a considerar que a Lua era um lugar privilegiado

para testar a hipótese de Galileu sobre o movimento de corpos em queda livre.

Nos itens 1.2. a 1.5., seleccione a única opção que, em cada caso, permite obter uma afirmação correcta.

1.2. Galileu previu que, na queda livre de um objecto, o tempo de queda…

(A) depende da forma e da massa do objecto.

(B) depende da forma do objecto, mas é independente da sua massa.

(C) é independente da forma do objecto, mas depende da sua massa.

(D) é independente da forma e da massa do objecto.

1.3. O martelo e a pena caem lado a lado e chegam ao chão praticamente ao mesmo tempo, porque,

estando sujeitos a forças gravíticas…

(A) diferentes, caem com acelerações iguais.

(B) iguais, caem com acelerações iguais.

(C) iguais, caem com acelerações diferentes.

(D) diferentes, caem com acelerações diferentes.

1.4. Durante a queda da pena manteve-se constante, para o sistema pena + Lua, a...

(A) energia cinética.

(B) soma das energias cinética e potencial gravítica.

(C) energia potencial gravítica.

(D) diferença entre as energias cinética e potencial gravítica.


1.5. Os astronautas da missão Apollo 15 implantaram sensores que permitiram medir, num dado local, os

valores de condutividade térmica da camada mais superficial da Lua (camada A) e de uma camada

mais profunda (camada B). Esses valores encontram-se registados na tabela seguinte.

Comparando porções das camadas A e B, de igual área e submetidas à mesma diferença de

temperatura, mas, sendo a espessura da camada B dupla da espessura da camada A, é de prever

que a taxa temporal de transmissão de energia como calor seja cerca de…

(A) 2 vezes superior na camada B.

(B) 4 vezes superior na camada B.

(C) 8 vezes superior na camada B.

(D) 16 vezes superior na camada B.

1.6. A distância Terra – Lua foi determinada, com grande rigor, por reflexão de ondas electromagnéticas

em reflectores colocados na superfície da Lua.

Considere um feixe laser, muito fino, que incide sobre uma superfície plana segundo um ângulo de

incidência de 20º, sendo reflectido por essa superfície.

Seleccione a única opção que representa correctamente a situação descrita.

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Camada Condutividade térmica /mW m–1 K–1

A 1,2

B 10


2. Para aumentar a área de superfície lunar susceptível de ser explorada, os astronautas da Apollo 15

usaram um veículo conhecido como jipe lunar.

Considere que, nos itens 2.1. a 2.4., o jipe pode ser representado pelo seu centro de massa (modelo da

partícula material).

2.1. Na Figura 1, encontra-se representado o gráfico da distância percorrida pelo jipe, em função do

tempo, num dado percurso.

Figura 1


O gráfico permite concluir que, no intervalo de tempo…

(A) [0, t1 ], o jipe descreveu uma trajectória curvilínea.

(B) [t1 , t2 ], o jipe inverteu o sentido do movimento.

(C) [t2 , t3], o jipe esteve parado.

(D) [t3 , t4], o jipe se afastou do ponto de partida.

2.2. Admita que o jipe sobe, com velocidade constante, uma pequena rampa.

Seleccione a única opção em que a resultante das forças aplicadas no jipe, F→

R , está indicada

correctamente.

2.3. Indique, justificando, o valor do trabalho realizado pela força gravítica aplicada no jipe quando este

se desloca sobre uma superfície horizontal.

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2.4. O jipe estava equipado com um motor eléctrico cuja potência útil, responsável pelo movimento do

seu centro de massa, era 7,4 × 102 W.

Admita que a Figura 2 representa uma imagem estroboscópica do movimento desse jipe, entre os

pontos A e B de uma superfície horizontal, em que as sucessivas posições estão registadas a

intervalos de tempo de 10 s.

Figura 2

Calcule o trabalho realizado pelas forças dissipativas, entre as posições A e B.


2.5. Na Lua, a inexistência de atmosfera impede que ocorra o mecanismo de convecção que, na Terra,facilitaria o arrefecimento do motor do jipe.

Descreva o modo como aquele mecanismo de convecção se processa.

� (


3. Os ímanes têm, hoje em dia, diversas aplicações tecnológicas.

3.1. A Figura 3 representa linhas de campo magnético criadas por um íman em barra e por um íman em U.

Figura 3


O módulo do campo magnético é…

(A) maior em P4 do que em P3 .

(B) igual em P4 e em P3 .

(C) maior em P2 do que em P1 .

(D) igual em P2 e em P1 .

3.2. Seleccione a única opção que apresenta correctamente a orientação de uma bússola, cujo pólo norte

está assinalado a azul, colocada na proximidade do íman representado nos esquemas seguintes.

1�2 1�2

1�2 1�2

��

��

��

��


3.3. Oersted observou que uma agulha magnética, quando colocada na proximidade de um fio percorrido

por uma corrente eléctrica, sofria um pequeno desvio.

Refira o que se pode concluir deste resultado.

3.4. Os ímanes são um dos constituintes dos microfones de indução, dispositivos que permitem converter

um sinal sonoro num sinal eléctrico.

Na Figura 4, está representado um gráfico que traduz a periodicidade temporal do movimento

vibratório de uma partícula do ar situada a uma certa distância de uma fonte sonora.

Figura 4

Determine o comprimento de onda do sinal sonoro, no ar, admitindo que, no intervalo de tempo

considerado, a velocidade do som, nesse meio, era 342 m s−1.


)*��+� �,��-

� ��

�


4. O azoto (N) é um elemento químico essencial à vida, uma vez que entra na constituição de muitas

moléculas biologicamente importantes. O azoto molecular (N2) é um gás à temperatura e pressão

ambientes, sendo o componente largamente maioritário da atmosfera terrestre.

4.1. Seleccione a única opção que permite obter uma afirmação correcta.

No átomo de azoto no estado fundamental, existem…

(A) cinco electrões de valência, distribuídos por duas orbitais.

(B) três electrões de valência, distribuídos por quatro orbitais.

(C) cinco electrões de valência, distribuídos por quatro orbitais.

(D) três electrões de valência, distribuídos por uma orbital.

4.2. Justifique a afirmação seguinte, com base nas posições relativas dos elementos azoto (N) e

fósforo (P), na Tabela Periódica.

A energia de ionização do azoto é superior à energia de ionização do fósforo.

4.3. Considere que a energia média de ligação N – N é igual a 193 kJ mol–1 e que, na molécula de azoto

(N2), a ligação que se estabelece entre os átomos é uma ligação covalente tripla.

Seleccione a única opção que contém os termos que preenchem, sequencialmente, os espaços


A quebra das ligações triplas em 1 mol de moléculas de azoto, no estado gasoso, envolve

a ____________ de uma energia ____________ a 193 kJ.

(A) libertação ... inferior

(B) libertação ... superior

(C) absorção ... superior

(D) absorção ... inferior

4.4. Represente a molécula de azoto (N2), utilizando a notação de Lewis.

4.5. O gráfico da Figura 5 representa o volume, V, de diferentes amostras de azoto (N2), em função da

quantidade de gás, n , existente nessas amostras, à pressão de 752 mm Hg e à temperatura de 55 ºC.

Figura 5

Que significado físico tem o declive da recta representada?

��

��

��

��

��

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5. Um dos compostos cuja emissão para a atmosfera acarreta prejuízos graves à saúde dos seres vivos é o

óxido de azoto, NO(g), também designado por óxido nítrico, que contribui para a formação da chuva ácida

e para a destruição da camada de ozono.

Este composto pode ser formado, a altas temperaturas, a partir da reacção entre o azoto e o oxigénio

atmosféricos, de acordo com a seguinte equação química:

N2(g) + O2(g) Þ 2 NO(g)

Na tabela seguinte, estão registados os valores da constante de equilíbrio, Kc, desta reacção, para

diferentes valores de temperatura.

5.1. Considere que o sistema químico se encontra em equilíbrio à temperatura de 2000 K e que as

concentrações de equilíbrio das espécies N2(g) e O2(g) são, respectivamente, iguais a 0,040 mol dm−3

e a 0,010 mol dm−3.

Escreva a expressão que traduz a constante de equilíbrio da reacção de formação do NO(g).

Calcule a concentração de equilíbrio da espécie NO(g), à temperatura referida.


5.2. Faça uma estimativa do valor da constante de equilíbrio da reacção de formação do NO(g), à

temperatura de 2400 K, a partir dos valores da tabela acima.

Utilize a máquina de calcular gráfica, assumindo uma variação linear entre as grandezas consideradas.

Apresente o valor estimado com três algarismos significativos.

T/K Kc

2000 1,98 × 10−2

2250 3,64 × 10−2

2500 5,90 × 10−2




Quando se provoca um aumento da temperatura do sistema em equilíbrio, a pressão constante, a

reacção ____________ é favorecida, o que permite concluir que a reacção de formação da espécie

NO(g) é ____________.

(A) inversa … exotérmica

(B) directa … endotérmica

(C) inversa … endotérmica

(D) directa … exotérmica

5.4. As reacções entre o óxido de azoto, NO(g), e o ozono, O3(g), podem ser traduzidas por um

mecanismo reaccional (em cadeia), no qual ocorrem, sucessivamente, a destruição de uma molécula

de O3(g) e a regeneração de uma molécula de NO(g).

Seleccione a única opção que refere as fórmulas químicas que preenchem, sequencialmente, os

espaços seguintes, de modo a obter um esquema correcto do mecanismo reaccional considerado.

O3(g) + NO(g) → NO2(g) + _____

NO2(g) + O(g) → _____ + O2(g)+

(A) O(g) ... N2(g)

(B) O(g) ... NO(g)

(C) O2(g) ... NO(g)

(D) O2(g) ... N2(g)

5.5. À semelhança do que acontece com o NO(g), também a emissão de CFC para a atmosfera contribui

para uma diminuição acentuada da concentração de ozono estratosférico.

Refira duas das características dos CFC responsáveis por esse efeito.


6. A concentração de uma solução de um ácido pode ser determinada, experimentalmente, através de uma

titulação com uma solução padrão de hidróxido de sódio, NaOH(aq).

6.1. Admita que, para efectuar uma titulação de uma solução de um ácido, se começou por encher uma

bureta de 50 mL com uma solução padrão de NaOH, aferindo-se o nível de líquido com o zero da

escala.

Na Figura 6 está representado o nível de titulante na bureta num determinado ponto da titulação.

Figura 6

Seleccione a única opção que apresenta o resultado da medição do volume de titulante gasto até

àquele ponto da titulação.

(A) (18,60 ± 0,05) cm3

(B) (17,40 ± 0,05) cm3

(C) (17,4 ± 0,1) cm3

(D) (18,6 ± 0,1) cm3

6.2. A Figura 7 representa a curva de titulação de 25,00 cm3 de uma solução aquosa de ácido sulfúrico,

H2SO4(aq), com uma solução padrão de NaOH, de concentração 0,10 mol dm−3, podendo a

reacção que ocorre ser representada por:

H2SO4(aq) + 2 NaOH(aq) → 2 H2O(�) + Na2SO4(aq)

Figura 7

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�

�

�

�

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��

��

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��


6.2.1. Determine a concentração da solução de ácido sulfúrico, partindo do volume de titulante

adicionado até ao ponto de equivalência da titulação.


6.2.2. Na tabela seguinte, referem-se as zonas de viragem de dois indicadores ácido-base.

Justifique o facto de aqueles indicadores serem adequados à detecção do ponto de

equivalência da titulação considerada.

FIM

Indicador Zona de viragem (pH, a 25 ºC)

Azul de bromotimol 6,0 – 7,6

Fenolftaleína 8,0 – 9,6


COTAÇÕES

1.

1.1. ..................................................................................................................... 5 pontos1.2. ...................................................................................................................... 5 pontos

1.3. ...................................................................................................................... 5 pontos

1.4. ...................................................................................................................... 5 pontos

1.5. ...................................................................................................................... 5 pontos

1.6. ..................................................................................................................... 5 pontos

30 pontos

2.

2.1. ............................................................................................................................ 5 pontos

2.2. ............................................................................................................................ 5 pontos

2.3. ............................................................................................................................ 10 pontos

2.4. ............................................................................................................................ 10 pontos

2.5. ............................................................................................................................ 15 pontos

45 pontos

3.

3.1. ............................................................................................................................ 5 pontos

3.2. ............................................................................................................................ 5 pontos

3.3. ............................................................................................................................ 5 pontos

3.4. ............................................................................................................................ 10 pontos

25 pontos

4.

4.1. ............................................................................................................................ 5 pontos

4.2. ............................................................................................................................ 10 pontos

4.3. ............................................................................................................................ 5 pontos

4.4. ............................................................................................................................ 5 pontos

4.5. ............................................................................................................................ 5 pontos

30 pontos

5.

5.1. ............................................................................................................................ 10 pontos

5.2. ............................................................................................................................ 5 pontos

5.3. ............................................................................................................................ 5 pontos

5.4. ............................................................................................................................ 5 pontos

5.5. ............................................................................................................................ 10 pontos

35 pontos

6.

6.1. ............................................................................................................................ 5 pontos

6.2.

6.2.1................................................................................................................... 20 pontos

6.2.2. ................................................................................................................. 10 pontos

35 pontos

___________

TOTAL .................................................................. 200 pontos






2010COTAÇÕES

1.1.1. .................................................................................................................... 5 pontos1.2. .................................................................................................................... 5 pontos1.3. .................................................................................................................... 5 pontos1.4. .................................................................................................................... 5 pontos1.5. .................................................................................................................... 5 pontos1.6. .................................................................................................................... 5 pontos

30 pontos2.


45 pontos3.


25 pontos4.


30 pontos5.


35 pontos6.

6.1. .................................................................................................................... 5 pontos6.2.

6.2.1. ........................................................................................................ 20 pontos6.2.2. ........................................................................................................ 10 pontos

35 pontos____________

TOTAL ............................................... 200 pontos





A classificação a atribuir a cada resposta resulta da aplicação dos critérios gerais e dos critérios específicos

de classificação apresentados para cada item e é expressa por um número inteiro, previsto na grelha de

classificação.

As respostas ilegíveis ou que não possam ser claramente identificadas são classificadas com zero pontos.

No entanto, em caso de omissão ou de engano na identificação do item ao qual a resposta se refere, a

mesma pode ser classificada se for possível identificar inequivocamente o item a que diz respeito.


resposta(s) que não deseja que seja(m) classificada(s), deve ser considerada apenas a resposta apresentada

em primeiro lugar.



ITENS DE RESPOSTA FECHADA


A cotação total do item só é atribuída às respostas que apresentem, de forma inequívoca, a única opção

correcta.


– uma opção incorrecta;

– mais do que uma opção.

Não há lugar a classificações intermédias.









os critérios gerais e os critérios específicos a seguir apresentados.


ITENS DE RESPOSTA ABERTA

Os critérios de classificação dos itens de resposta aberta apresentam-se organizados por níveis de

desempenho. A cada nível de desempenho corresponde uma dada pontuação. É classificada com zero pontos

qualquer resposta que não atinja o nível 1 de desempenho no domínio específico da disciplina.

Caso a resposta contenha elementos contraditórios, serão considerados para efeito de classificação apenas os

tópicos ou etapas que não apresentem contradição.




elementos de resposta cientificamente válidos devem ser classificados, seguindo procedimentos análogos aos


Itens de resposta aberta de texto

A classificação das respostas aos itens de resposta aberta de texto centra-se nos tópicos de referência, tendo

em conta o rigor científico dos conteúdos e a organização lógico-temática das ideias expressas no texto

elaborado.

No item de resposta aberta com cotação igual a 15 pontos, a classificação a atribuir traduz a avaliação simultânea

das competências específicas da disciplina e das competências de comunicação escrita em língua portuguesa.

A avaliação das competências de comunicação escrita em língua portuguesa contribui para valorizar a

classificação atribuída ao desempenho no domínio das competências específicas da disciplina. Esta valorização

é cerca de 10% da cotação do item e faz-se de acordo com os níveis de desempenho descritos no quadro

seguinte.


será atribuída aos tópicos que apresentem correcção científica. Assim, no caso de a resposta não atingir o nível

1 de desempenho no domínio específico da disciplina, não é classificado o desempenho no domínio da


Havendo escolas em que os alunos já contactam com as novas regras ortográficas, uma vez que o Acordo

Ortográfico de 1990 já foi ratificado e dado que qualquer cidadão, nesta fase de transição, pode optar pela

ortografia prevista quer no Acordo de 1945, quer no de 1990, são consideradas correctas, na classificação das

provas de exame nacional, as grafias que seguirem o que se encontra previsto em qualquer um destes

normativos.

Níveis Descritores



2Composição razoavelmente estruturada, com alguns erros de sintaxe, de pontuação e/ou de

ortografia, cuja gravidade não implique perda de inteligibilidade e/ou de sentido.

1Composição sem estruturação aparente, com erros graves de sintaxe, de pontuação e/ou de

ortografia, cuja gravidade implique perda frequente de inteligibilidade e/ou de sentido.


Itens de resposta aberta de cálculo

Nos itens de resposta aberta de cálculo, a classificação a atribuir decorre do enquadramento simultâneo em

níveis de desempenho relacionados com a consecução das etapas necessárias à resolução do item, de

acordo com os critérios específicos de classificação, e em níveis de desempenho relacionados com o tipo de

erros cometidos.








No quadro seguinte apresentam-se os critérios de classificação a aplicar às respostas aos itens de respostaaberta de cálculo em situações não consideradas anteriormente.
























classificação.

Níveis Descritores







1.1. ................................................................................................................................................ 5 pontos

A atmosfera ser praticamente inexistente na Lua.


1.3. Versão 1 – (A); Versão 2 – (D) .............................................................................................. 5 pontos




2.1. Versão 1 – (C); Versão 2 – (D) .............................................................................................. 5 pontos


2.3. ................................................................................................................................................ 10 pontos


• Na situação descrita, a direcção da força gravítica aplicada no jipe é perpendicular à

direcção do deslocamento.

• Assim, o trabalho realizado pela força gravítica aplicada no jipe é nulo quando este se

desloca sobre uma superfície horizontal.



4

A resposta:




10

3

A resposta:




8

2A resposta:



5

1A resposta:



3


2.4. ................................................................................................................................................. 10 pontos


• Determina a energia útil, no intervalo de tempo considerado (E = 2,22 × 104 J).

• Determina o trabalho realizado pelas forças dissipativas entre as posições A e B(W = –2,2 × 104 J).



2.5. ................................................................................................................................................ 15 pontos


• Quando o ar, junto ao motor, aquece, torna-se menos denso. Esse ar sobe, dando origema uma corrente quente ascendente.

• Ao subir, o ar arrefece, tornando-se mais denso. Esse ar desce, dando origem a umacorrente fria descendente.

• Estes processos repetem-se, ao longo do tempo, de tal modo que se formam, emsimultâneo, correntes quentes ascendentes e correntes frias descendentes.



Descritores do nível de desempenho no domínioda comunicação escrita em língua portuguesa

Descritores do nível de desempenho no domínio específico da disciplina

Níveis*

1 2 3

Nív

eis

5

A resposta:




13 14 15

4

A resposta:




11 12 13

3

A resposta:




8 9 10

2

A resposta:




6 7 8

1A resposta:

• aborda apenas um dos tópicos de referência.3 4 5





Níveis*

4 3 2 1

Nív






3.3. ................................................................................................................................................ 5 pontos

Uma corrente eléctrica origina um campo magnético.

3.4. ................................................................................................................................................ 10 pontos


• Obtém o período do movimento oscilatório (T = 4,0 ms).

• Calcula o comprimento de onda do sinal sonoro, no ar (λ = 1,4 m).







Níveis*

4 3 2 1

Nív





4.2. ................................................................................................................................................ 10 pontos


• O azoto antecede o fósforo no mesmo grupo da Tabela Periódica.

• Como a energia de ionização apresenta tendência para diminuir ao longo de um grupo,

a energia de ionização do azoto será superior à do fósforo.


4.3. Versão 1 – (C); Versão 2 – (B) .............................................................................................. 5 pontos

4.4. ................................................................................................................................................ 5 pontos

:N ≡ N :

4.5. ................................................................................................................................................ 5 pontos

Volume molar do N2 , nas condições de pressão e de temperatura referidas.


4

A resposta:




10

3

A resposta:




8

2

A resposta:



5

1

A resposta:



3


5.1. ............................................................................................................................................... 10 pontos


• Escreve a expressão que traduz a constante de equilíbrio, Kc, da reacção considerada

( ).

• Calcula a concentração de equilíbrio da espécie NO(g), a 2000 K([NO] = 2,8 × 10–3 mol dm–3).



5.2. ................................................................................................................................................ 5 pontos

Kc = 5,02 × 10–2






Níveis*

4 3 2 1

Nív



c2

NO

N OK

2

2

=


5.4. Versão 1 – (C); Versão 2 – (C) .............................................................................................. 5 pontos

5.5. ................................................................................................................................................ 10 pontos


• Os CFC são compostos quimicamente estáveis na troposfera.

• Os CFC originam radicais livres de cloro na estratosfera.




4

A resposta:




10

3

A resposta:




8

2

A resposta:



5

1

A resposta:



3


6.2.1. ............................................................................................................................................. 20 pontos


• Calcula a quantidade de NaOH que reagiu (n = 5,00 × 10–3 mol), a partir do volume

de titulante adicionado até ao ponto de equivalência (V = 50,0 cm3).

• Considerando a estequiometria da reacção (1 mol de ácido : 2 mol de base), calcula

a quantidade de H2SO4 que existia na solução titulada (n = 2,50 × 10–3 mol).

• Calcula a concentração da solução de ácido sulfúrico (c = 0,10 mol dm–3).



6.2.2. ............................................................................................................................................. 10 pontos


• A curva de titulação apresenta uma variação brusca de pH que abrange um intervalo

de valores bastante largo, na vizinhança do ponto de equivalência.

• O azul de bromotimol e a fenolftaleína são adequados à detecção do ponto de

equivalência, uma vez que as zonas de viragem destes indicadores estão contidas no

intervalo de valores de pH que corresponde àquela variação.



4

A resposta:




10

3

A resposta:




8

2

A resposta:



5

1

A resposta:



3





Níveis*

4 3 2 1

Nív

eis






11.º/12.º Anos de Escolaridade



2009

VERSÃO 1



escolha múltipla.


Utilize a régua, o esquadro, o transferidor e a máquina de calcular gráfica sempre que for

necessário.

Não é permitido o uso de corrector. Em caso de engano, deve riscar, de forma inequívoca, aquilo

que pretende que não seja classificado.

Escreva de forma legível a numeração dos grupos e dos itens, bem como as respectivas

respostas. As respostas ilegíveis ou que não possam ser identificadas são classificadas com

zero pontos.

Para cada item, apresente apenas uma resposta. Se escrever mais do que uma resposta a um

mesmo item, apenas é classificada a resposta apresentada em primeiro lugar.



• a letra que identifica a única alternativa correcta.

Nos itens em que é pedido o cálculo de uma grandeza, apresente todas as etapas de resolução,

explicitando todos os cálculos efectuados e apresentando todas as justificações e/ou conclusões

solicitadas.


A prova inclui uma tabela de constantes na página 2, um formulário nas páginas 2 e 3, e uma

Tabela Periódica na página 4.









•• Efeito fotoeléctrico .............................................................................................................. Erad = Erem + Ec

Erad – energia de um fotão da radiação incidente no metalErem – energia de remoção de um electrão do metalEc – energia cinética do electrão removido












A–—�

Q–—∆t

n–—V

m–—V

Velocidade de propagação da luz no vácuo c = 3,00 × 108 m s–1


à superfície da Terra g = 10 m s–2


Constante de Gravitação Universal G = 6,67 × 10–11 N m2 kg–2


Constante de Stefan-Boltzmann σ = 5,67 × 10–8 W m–2 K–4

Produto iónico da água (a 25 °C) Kw = 1,00 × 10–14

Volume molar de um gás (PTN) Vm = 22,4 dm3 mol–1



m – massa












• 2.ª Lei de Newton ................................................................................................................... F→

= ma→

F→


a→





t – tempo











t – tempo









|∆Φm|–––——∆t

v–—f

2π––—T

2π r––—T

v2

–—r

1–2

m1 m2–—–—

r2

1–—2

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A maior parte da água na Natureza está já contaminada – pelo sal. Este simples facto torna essa água

completamente inútil para os organismos em terra, uma vez que, mesmo para a maior parte dos fins

industriais, a água do mar é demasiado corrosiva.

Para satisfazer a necessidade e a procura crescentes de água, o ideal seria, obviamente, aumentar a

quantidade total de água doce disponível para o consumo humano. Poderemos, assim, redimir a água do

mar e fazer com que ela nos sirva directamente?

A resposta é afirmativa, mas a um preço que é, na maior parte dos casos, completamente proibitivo.

A remoção dos sais da água do mar ou da água salobra – um processo designado por dessalinização –

fornece menos de 0,2% da água doce utilizada no globo.

O método mais antigo e mais simples de dessalinização é a destilação, sendo realizado, em larga

escala, apenas em países cuja necessidade desesperada de água está associada a uma economia

relativamente abastada. A primeira de todas as unidades de dessalinização, construída no mar Vermelho,

para abastecer os navios coloniais britânicos, utilizava este método, continuando ainda hoje, depois de

vários melhoramentos introduzidos, a fornecer uma parte considerável da água dessalinizada do mundo.

O principal método alternativo de dessalinização fornece água potável a menos de metade do custo,

verificando-se, contudo, que o método de remoção dos sais utilizado nessa técnica de dessalinização não

é suficientemente eficaz, o que torna a técnica passível de ser utilizada apenas na purificação de água

salobra.

Philip Ball, H2O – Uma Biografia da Água, Temas e Debates, 2002 (adaptado)

1.1. Seleccione, com base na informação dada no texto, a única alternativa correcta.

(A) A maior parte da água na Natureza é apropriada ao consumo humano.

(B) Uma parte considerável da água potável actualmente utilizada é obtida por destilação.

(C) A destilação é um processo muito pouco eficaz na remoção dos sais da água do mar.

(D) A dessalinização fornece apenas uma pequena percentagem da água potável actualmente

consumida.

1.2. Elabore um texto no qual aborde os seguintes tópicos, relacionados com a dessalinização da água

do mar:

• indicação dos processos físicos que ocorrem durante a destilação da água do mar, referindo em

que se baseia este método de separação;

• apresentação de uma razão justificativa do elevado custo que aquele método de dessalinização

envolve;

• referência a um método alternativo de dessalinização.


1.3. Na água do mar têm-se dissolvido, ao longo de milhares de milhões de anos, várias substâncias que

incluem sais inorgânicos, gases e compostos orgânicos provenientes dos organismos marinhos.

Na tabela seguinte, indica-se a composição média aproximada da água do mar, relativa aos seus

componentes maioritários.

Fonte: Boletim da Sociedade Portuguesa de Química,

n.º 101, Abril-Junho 2006

1.3.1. Seleccione a única alternativa que identifica o ião presente em maior quantidade na água

do mar.

(A) Na+

(B) C� –

(C) SO42–

(D) Ca2+

1.3.2. Seleccione a única alternativa que permite calcular a composição, em ião sulfato,

SO42–

, (M = 96,07 g mol–1), da água do mar, expressa em ppm.

(A)

(B)

(C)

(D) , ,ppm6

3

0 02856×96 07 ×1010

,ppm

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0 02856×10 ×1096 07

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3

0 02856×96 07×4 ×1010

Componente mol / kg de água do mar

NaC� 0,4186

MgC�2 0,0596

Na2SO4 0,02856

KC� 0,01

CaC�2 0,005


1.4. Os efeitos corrosivos da água do mar, responsáveis pela deterioração dos metais, podem ser

observados em moedas antigas encontradas no fundo do mar.

1.4.1. Considere uma moeda de cobre (Cu) e uma moeda de ouro (Au).

Indique, justificando com base na informação fornecida a seguir, qual das moedas terá sofrido

corrosão em maior extensão.

Au Ag Cu Ni Fe Zn

Poder redutor crescente

1.4.2. Considere uma moeda constituída por uma liga de prata, cobre e níquel.

Para determinar a sua composição em prata (Ag), dissolveu-se a moeda, de massa 14,10 g ,

em ácido e diluiu-se a solução resultante, até perfazer um volume de 1000 cm3.

A 100 cm3 da solução adicionou-se ácido clorídrico, HC�(aq), em excesso, de modo

que toda a prata existente em solução precipitasse na forma de cloreto de prata,

AgC� (M = 143,32g mol–1).

O precipitado de AgC� foi, então, separado por filtração, lavado, seco e pesado, tendo-se

determinado o valor de 0,85 g.

Calcule a percentagem, em massa, de prata na moeda analisada.



2. Os sistemas de navegação modernos recorrem a receptores GPS, que recebem, em alto mar, sinais

electromagnéticos de um conjunto de satélites.

2.1. O esboço abaixo representa uma imagem estroboscópica do movimento de um barco, entre os pontos

A e B.

Numa imagem estroboscópica, as posições de um objecto são representadas a intervalos de tempo

iguais.

Seleccione o único gráfico que pode traduzir a posição, x, do barco, em relação ao referencial

representado, em função do tempo decorrido.

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2.2. Cada um dos satélites do sistema GPS descreve órbitas aproximadamente circulares, com um período

de 12 horas.

2.2.1. Indique, justificando, se os satélites do sistema GPS são geoestacionários.

2.2.2. Seleccione a única alternativa que permite calcular, em rad s–1, o módulo da velocidade angular

de um satélite GPS.

(A)

(B)

(C)

(D)

2.2.3. Os satélites do sistema GPS deslocam-se a uma velocidade de módulo 3,87 × 103 m s–1.

Determine o tempo que um sinal electromagnético, enviado por um desses satélites, leva a

chegar ao receptor se o satélite e o receptor se encontrarem numa mesma vertical de lugar.


raio da Terra = 6,4 × 106 m

2.3. A determinação correcta de uma posição, usando o sistema GPS, requer que o satélite e o receptor

estejam em linha de vista.

Seleccione a única alternativa que permite obter uma afirmação correcta.

O sistema GPS utiliza, nas comunicações, radiações na gama das microondas, porque estas

radiações...

(A) se reflectem apreciavelmente na ionosfera.

(B) são facilmente absorvidas pela atmosfera.

(C) se propagam praticamente em linha recta, na atmosfera.

(D) se difractam apreciavelmente, junto à superfície terrestre.

rad sπ −12

12×3600

rad sπ −12 ×360012

rad sπ −12 ×123600

rad sπ −12 ×12×3600


2.4. A transmissão de informação a longa distância, por meio de ondas electromagnéticas, requer a

modulação de sinais. Por exemplo, nas emissões rádio em AM, os sinais áudio são modulados em

amplitude.

Na figura 1, estão representadas graficamente, em função do tempo, as intensidades de um sinal

áudio, de um sinal de uma onda portadora e de um sinal modulado em amplitude (valores expressos

em unidades arbitrárias).

X Y Z

Fig. 1

Seleccione, com base na informação dada, a única alternativa correcta.

(A) O gráfico X refere-se ao sinal áudio.

(B) O gráfico Y refere-se ao sinal da onda portadora.

(C) O gráfico Z refere-se ao sinal modulado em amplitude.

(D) O gráfico Z refere-se ao sinal áudio.

2.5. O funcionamento de um microfone de indução

baseia-se na indução electromagnética.

Na figura 2, encontra-se representado o gráfico

do fluxo magnético que atravessa uma

determinada bobina, em função do tempo.

Indique o intervalo de tempo em que foi nula a

força electromotriz induzida nessa bobina.

2.6. Seleccione a única alternativa que contém os termos que preenchem, sequencialmente, os espaços


Um sinal sonoro _____ de um meio material para se propagar, sendo as ondas sonoras _____ nos

gases.

(A) necessita ... transversais

(B) não necessita ... transversais

(C) não necessita ... longitudinais

(D) necessita ... longitudinais


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3. A placa de cobre, maciça e homogénea, de espessura �, representada na figura 3, permite a dissipação de

energia de uma fonte quente (placa metálica X), mantida a uma temperatura constante, ΤX, para uma

fonte fria (placa metálica Y), mantida a uma temperatura constante, ΤY .

Fig. 3

3.1. Identifique o mecanismo de transferência de energia como calor entre as placas X e Y, através da

placa de cobre.

3.2. Identifique a propriedade física que permite distinguir bons e maus condutores de calor.

3.3. Seleccione a única alternativa que permite obter uma afirmação correcta.

Se a placa de cobre for substituída por outra, idêntica, mas com metade da espessura, a energia

transferida por unidade de tempo, entre as placas X e Y, …

(A) reduz-se a .

(B) quadruplica.

(C) duplica.

(D) reduz-se a .



A placa X encontra-se a uma temperatura _____ à temperatura da placa Y, sendo o comprimento

de onda da radiação mais intensa emitida pela placa X _____ do que o comprimento de onda da

radiação mais intensa emitida pela placa Y.

(A) superior … maior

(B) inferior … menor

(C) superior … menor

(D) inferior … maior

1—4

1—2

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4. Na figura 4, está representado um diagrama de níveis de energia, no qual estão assinaladas algumas

transições electrónicas que podem ocorrer no átomo de hidrogénio.

Fig. 4

4.1. Algumas das transições electrónicas assinaladas na figura 4 estão relacionadas com as riscas de

cor que se observam no espectro de emissão do hidrogénio, abaixo representado.

Seleccione a única alternativa que refere a transição electrónica que corresponde à risca vermelha

do espectro de emissão do hidrogénio.

(A) Transição Z

(B) Transição W

(C) Transição X

(D) Transição V

4.2. Seleccione a única alternativa que apresenta o valor da energia de ionização do hidrogénio,

expresso em J mol–1.

(A) 2,18 × 105 J mol–1

(B) 7,86 × 106 J mol–1

(C) 1,09 × 105 J mol–1

(D) 1,31 × 106 J mol–1

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4.3. Considere que um átomo de hidrogénio se encontra no primeiro estado excitado (n = 2) e que, sobre

esse átomo, incide radiação de energia igual a 3,6 × 10–19 J.

Indique, justificando, se ocorrerá a transição do electrão para o nível energético seguinte.

5. O processo de síntese industrial do amoníaco, desenvolvido pelos químicos alemães Haber e Bosch, no

início do século XX, permitiu obter, em larga escala, aquela substância, matéria-prima essencial no fabrico

de adubos químicos.

A síntese do amoníaco, muito estudada do ponto de vista do equilíbrio químico, pode ser representada por:

N2(g) + 3 H2(g) Þ 2 NH3(g) ∆H < 0

5.1. Considere que se fez reagir, na presença de um catalisador, 0,500 mol de N2(g) e 0,800 mol de

H2(g), num recipiente com o volume de 1,00 dm3. Admita que, quando o equilíbrio foi atingido, à

temperatura T, existiam no recipiente, além de N2(g) e H2(g), 0,150 mol de NH3.

Calcule o rendimento da reacção de síntese.




Se ocorrer um aumento da temperatura do sistema, inicialmente em equilíbrio, este irá evoluir no

sentido da reacção _____, verificando-se um _____ da concentração do produto.

(A) directa … decréscimo

(B) inversa … decréscimo

(C) inversa … aumento

(D) directa … aumento


6. Numa aula laboratorial, um grupo de alunos estudou a relação entre a altura de queda de uma bola e a

altura máxima por ela atingida, em sucessivos ressaltos. Com esse objectivo, os alunos colocaram a bola

sob um sensor de posição, como representado na figura 5, e deixaram-na cair. Com um programa

adequado obtiveram, num computador, o gráfico da distância da bola ao solo, em função do tempo,

representado na figura 6.

Com base no gráfico anterior, os alunos construíram o gráfico da altura máxima atingida pela bola após

cada ressalto, em função da altura de queda correspondente, que se encontra representado na figura 7.

Fig. 7

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Fig. 5

Fig. 6

6.1. Qual é a forma da trajectória descrita pela bola enquanto esta se encontra no campo de visão do

sensor?


Se os alunos deixarem cair a bola de uma altura de 2,0 m, é previsível que ela atinja, no primeiro

ressalto, uma altura de…

(A) 1,6 m.

(B) 1,5 m.

(C) 1,4 m.

(D) 1,3 m.

6.3. Justifique, considerando desprezável a resistência do ar, por que razão, depois de cada ressalto, a

bola não sobe até à altura de que caiu.

6.4. O coeficiente de restituição dos materiais em colisão é dado, neste caso, pela razão entre os

módulos da velocidade da bola, imediatamente após a colisão, e da velocidade da bola,

imediatamente antes dessa colisão:

coeficiente de restituição =

Calcule o coeficiente de restituição no primeiro ressalto, considerando a relação entre os módulos

das velocidades acima referidas e as alturas de queda e de ressalto da bola.


FIM

módulo da velocidade, imediatamente após a colisão————–———————––———————––––––––––módulo da velocidade, imediatamente antes da colisão


COTAÇÕES

1.

1.1. .................................................................................................................................................... 5 pontos

1.2. .................................................................................................................................................... 20 pontos

1.3.

1.3.1. ........................................................................................................................................ 5 pontos

1.3.2. ........................................................................................................................................ 5 pontos

1.4.

1.4.1. ........................................................................................................................................ 10 pontos

1.4.2. ........................................................................................................................................ 20 pontos

2.

2.1. .................................................................................................................................................... 5 pontos

2.2.

2.2.1. ........................................................................................................................................ 10 pontos

2.2.2. ........................................................................................................................................ 5 pontos

2.2.3. ........................................................................................................................................ 10 pontos

2.3. .................................................................................................................................................... 5 pontos

2.4. .................................................................................................................................................... 5 pontos

2.5. .................................................................................................................................................... 5 pontos

2.6. .................................................................................................................................................... 5 pontos

3.

3.1. .................................................................................................................................................... 5 pontos

3.2. .................................................................................................................................................... 5 pontos

3.3. .................................................................................................................................................... 5 pontos

3.4. .................................................................................................................................................... 5 pontos

4.

4.1. .................................................................................................................................................... 5 pontos

4.2. .................................................................................................................................................... 5 pontos

4.3. .................................................................................................................................................... 10 pontos

5.

5.1. .................................................................................................................................................... 10 pontos

5.2. .................................................................................................................................................... 5 pontos

6.

6.1. .................................................................................................................................................... 5 pontos

6.2. .................................................................................................................................................... 5 pontos

6.3. .................................................................................................................................................... 10 pontos

6.4. .................................................................................................................................................... 10 pontos___________

TOTAL .................................................................. 200 pontos






2009COTAÇÕES

1.

1.1. ............................................................................................................................................. 5 pontos1.2. ............................................................................................................................................ 20 pontos1.3.

1.3.1. ................................................................................................................................. 5 pontos1.3.2. ................................................................................................................................. 5 pontos

1.4.

1.4.1. ................................................................................................................................. 10 pontos1.4.2. ................................................................................................................................. 20 pontos

2.

2.1. ............................................................................................................................................. 5 pontos2.2.

2.2.1. ................................................................................................................................. 10 pontos2.2.2. ................................................................................................................................. 5 pontos2.2.3. ................................................................................................................................. 10 pontos

2.3. ............................................................................................................................................. 5 pontos2.4. ............................................................................................................................................. 5 pontos2.5. ............................................................................................................................................. 5 pontos2.6. ............................................................................................................................................. 5 pontos

3.


4.

4.1. ............................................................................................................................................. 5 pontos4.2. ............................................................................................................................................. 5 pontos4.3. ............................................................................................................................................. 10 pontos

5.

5.1. ............................................................................................................................................. 10 pontos5.2. ............................................................................................................................................. 5 pontos

6.


___________

TOTAL ................................................... 200 pontos





A classificação a atribuir a cada resposta é obrigatoriamente:

– um número inteiro;

– um dos valores resultantes da aplicação dos critérios gerais e específicos de classificação, previstos na

respectiva grelha de classificação.

As respostas que se revelem ilegíveis ou que não possam ser claramente identificadas são classificadas com

zero pontos. No entanto, em caso de omissão ou de engano na identificação de um item, o mesmo pode ser

classificado se, pela resposta apresentada, for possível identificá-lo inequivocamente.


resposta(s) que não deseja que seja(m) classificada(s), deve ser apenas considerada a resposta apresentada

em primeiro lugar.




A cotação total do item só é atribuída às respostas que apresentarem de forma inequívoca a única alternativa

correcta.


– uma alternativa incorrecta;

– mais do que uma alternativa.









os critérios gerais e específicos a seguir apresentados


Itens de resposta aberta

Os critérios específicos de classificação dos itens de resposta aberta apresentam-se organizados por níveis de

desempenho. É atribuída, a cada um desses níveis, uma única pontuação.

É classificada com zero pontos qualquer resposta que não atinja o nível 1 de desempenho no domínio

específico da disciplina.




elementos de resposta cientificamente válidos devem ser classificados seguindo os mesmos procedimentos,


Itens de resposta aberta curta

A classificação é atribuída de acordo com o nível de desempenho.




Itens de resposta aberta extensa

Nos itens de resposta aberta com cotação igual a 20 pontos que impliquem a produção de um texto, a

classificação a atribuir traduz a avaliação simultânea das competências específicas da disciplina e das

competências de comunicação escrita em língua portuguesa.

A avaliação das competências de comunicação escrita em língua portuguesa contribui para valorizar aclassificação atribuída ao desempenho no domínio das competências específicas da disciplina. Estavalorização é cerca de 10% da cotação do item e faz-se de acordo com os níveis de desempenho descritos noquadro seguinte.


será atribuída aos tópicos que apresentem correcção científica. Assim, no caso de a resposta não atingir o

nível 1 de desempenho no domínio específico da disciplina, não é classificado o desempenho no domínio da


Nível Descritor



2Composição razoavelmente estruturada, e/ou com alguns erros de sintaxe, de pontuação

e/ou de ortografia, cuja gravidade não implique perda de inteligibilidade e/ou de sentido.

1

Composição sem estruturação aparente e/ou com a presença de erros graves de sintaxe, de

pontuação e/ou de ortografia, cuja gravidade implique perda frequente de inteligibilidade

e/ou de sentido.


Itens de resposta aberta de cálculo de uma (ou mais) grandeza(s)

Nos itens de cálculo de uma (ou mais) grandeza(s) a classificação a atribuir decorre do enquadramento

simultâneo em níveis de desempenho relacionados com a consecução das etapas necessárias à resolução

do item, de acordo com os critérios específicos de classificação, e em níveis de desempenho relacionados

com o tipo de erros cometidos.








No quadro seguinte apresentam-se os critérios de classificação a aplicar às respostas aos itens de cálculode uma (ou mais) grandeza(s) em situações não consideradas anteriormente.
























classificação.

Nível Descritor








1.2. ................................................................................................................................................ 20 pontos


• Na destilação da água do mar ocorre a vaporização e a posterior condensação da água,

baseando-se este método na diferença de pontos de ebulição dos componentes da

mistura a separar.

• A destilação envolve um custo elevado, uma vez que é necessário gastar uma

quantidade apreciável de energia para vaporizar a água.

• Um método alternativo de dessalinização poderá ser a osmose inversa ou a utilização

de membranas de ultrafiltração ou técnicas de evaporação-condensação.



1.3.1. Versão 1 – (B); Versão 2 – (C) ........................................................................................... 5 pontos

1.3.2. Versão 1 – (D); Versão 2 – (C) ........................................................................................... 5 pontos

1.4.1. ............................................................................................................................................. 10 pontos

A resposta deve referir os seguintes elementos:

• A moeda de cobre terá sofrido corrosão em maior extensão.

• O cobre tem maior poder redutor do que o ouro, o que significa que se oxida mais

facilmente do que o ouro.


Nível DescritorClassificação

(pontos)

2 A resposta refere os dois elementos solicitados. 10

1 A resposta refere apenas um dos elementos solicitados. 5

Descritores do nível de desempenho no domínio

da comunicação escrita em língua portuguesa


no domínio específico da disciplina

Níveis*

1 2 3

Nív

eis

3 A resposta aborda os três tópicos solicitados. 18 19 20

2 A resposta aborda apenas dois dos tópicos solicitados. 12 13 14

1 A resposta aborda apenas um dos tópicos solicitados. 6 7 8


1.4.2. ............................................................................................................................................. 20 pontos


• Calcula a quantidade de AgC� que precipitou (n = 5,93 × 10–3 mol).

• Calcula a quantidade de prata que existia na solução inicial (n = 5,93 × 10–2 mol).

• Calcula a massa de prata correspondente (m = 6,40 g) e a percentagem, em massa,

de prata na moeda (45%).




2.2.1. ............................................................................................................................................. 10 pontos


• Os satélites do sistema GPS não são geoestacionários.

• O período do movimento dos satélites do sistema GPS é diferente do período do

movimento de um satélite geoestacionário (24 horas).

ou

• O período do movimento dos satélites do sistema GPS é diferente do período do

movimento de rotação da Terra (24 horas).


2.2.2. Versão 1 – (D); Versão 2 – (B) ........................................................................................... 5 pontos


(pontos)







Níveis*

4 3 2 1

Nív

eis





2.2.3. ............................................................................................................................................. 10 pontos


• Calcula o raio da órbita do satélite (r = 2,66 × 107 m).

• Obtendo a distância entre o satélite e o receptor (d = 2,02 × 107 m), calcula o tempo

que o sinal electromagnético demora a chegar ao receptor (∆t = 6,7 × 10–2 s).



2.3. Versão 1 – (C); Versão 2 – (A) .............................................................................................. 5 pontos


2.5. ................................................................................................................................................ 5 pontos

[0,4; 0,8]s.

2.6. Versão 1 – (D); Versão 2 – (D) .............................................................................................. 5 pontos

3.1. ............................................................................................................................................... 5 pontos

Condução.

3.2. ............................................................................................................................................... 5 pontos

Condutividade térmica.



4.1. Versão 1 – (A); Versão 2 – (C) .............................................................................................. 5 pontos






Níveis*

4 3 2 1

Nív




4.3. ................................................................................................................................................. 10 pontos


• Calcula a diferença de energia que corresponde à transição electrónica entre os níveis

energéticos considerados (∆E = 3,0 × 10–19 J).

• Refere que a energia da radiação é diferente de ∆E , concluindo que a transição

electrónica entre aqueles níveis energéticos não ocorre.


5.1. ................................................................................................................................................. 10 pontos


• Calcula, considerando o H2(g) como reagente limitante, a quantidade de NH3(g) que se

deveria ter formado (n = 0,5333 mol).

• Calcula o rendimento da reacção de síntese (η = 28,1%).




6.1. ................................................................................................................................................. 5 pontos

Trajectória rectilínea.






Níveis*

4 3 2 1

Nív




(pontos)




6.3. ................................................................................................................................................. 10 pontos


• Em cada ressalto, parte da energia mecânica (ou da energia cinética) da bola é

dissipada na colisão com o solo.

• Havendo conservação da energia mecânica enquanto a bola se desloca no ar, a bola

não sobe até à altura de que caiu, uma vez que inicia a subida com uma energia

mecânica (ou com uma energia cinética) inferior à que tinha imediatamente antes da

colisão com o solo.


6.4. ................................................................................................................................................. 10 pontos


• Obtém, por leitura do gráfico, os valores de altura de queda (hi = 1,55m) e de altura

máxima atingida pela bola (hf = 1,20m), correspondentes ao primeiro ressalto.

• Calcula, para o primeiro ressalto, os módulos das velocidades da bola imediatamente

antes da colisão com o solo (vi = 5,57 m s–1) e imediatamente após a colisão com o

solo (vf = 4,90 m s–1) e o respectivo coeficiente de restituição (0,88).







Níveis*

4 3 2 1

Nív




(pontos)








2009

VERSÃO 1


A ausência desta indicação implica a classificação com zero pontos das respostas aos itens deescolha múltipla.


Utilize a régua, o esquadro, o transferidor e a máquina de calcular gráfica sempre que fornecessário.

Não é permitido o uso de corrector. Em caso de engano, deve riscar, de forma inequívoca, aquiloque pretende que não seja classificado.

Escreva de forma legível a numeração dos grupos e dos itens, bem como as respectivasrespostas. As respostas ilegíveis ou que não possam ser identificadas são classificadas comzero pontos.

Para cada item, apresente apenas uma resposta. Se escrever mais do que uma resposta a ummesmo item, apenas é classificada a resposta apresentada em primeiro lugar.



• a letra que identifica a única alternativa correcta.

Nos itens em que é pedido o cálculo de uma grandeza, apresente todas as etapas de resolução,explicitando todos os cálculos efectuados e apresentando todas as justificações e/ou conclusõessolicitadas.


A prova inclui uma tabela de constantes na página 2, um formulário nas páginas 2 e 3, e umaTabela Periódica na página 4.









•• Efeito fotoeléctrico .............................................................................................................. Erad = Erem + Ec

Erad – energia de um fotão da radiação incidente no metalErem – energia de remoção de um electrão do metalEc – energia cinética do electrão removido












A–—�

Q–—∆t

n–—V

m–—V



à superfície da Terra g = 10 m s–2









m – massa












• 2.ª Lei de Newton ................................................................................................................... F→

= ma→

F→


a→





t – tempo











t – tempo









|∆Φm|–––——∆t

v–—f

2π––—T

2π r––—T

v2

–—r

1–2

m1 m2–—–—

r2

1–—2

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As potencialidades da espectroscopia, como método de análise utilizado para detectar e identificar

diferentes elementos químicos, foram descobertas no século XIX, e desenvolvidas depois por vários

investigadores, nomeadamente por Gustav Kirchoff que, a partir de estudos iniciados em 1859, provou a

existência do sódio na atmosfera solar.

Nas lâmpadas de vapor de sódio, muito usadas nos candeeiros de iluminação pública, ocorre emissão

de luz de cor amarela. A corrente eléctrica, que passa através do vapor de sódio, faz deslocar os electrões

dos átomos de sódio para níveis energéticos mais elevados. Quando aqueles electrões descem pelaescada energética, ocorre a emissão de radiação de frequências bem definidas, originando, entre outras

riscas em zonas diferenciadas do espectro electromagnético, duas riscas brilhantes na zona do amarelo,

que são características do sódio, permitindo identificá-lo.

Cada elemento químico possui, de facto, o seu próprio padrão de riscas espectrais, que funciona como

uma impressão digital. Não há dois elementos com o mesmo espectro, tal como não há duas pessoas

com as mesmas impressões digitais.

Fazendo a análise espectral da luz que nos chega das estrelas, captada pelos telescópios, é possível

determinar as suas composições químicas. Descobriu-se, assim, que os elementos constituintes das

estrelas são os mesmos que existem na Terra.

John Gribbin, Um Guia de Ciência para quase toda a gente, Edições Século XXI, 2002 (adaptado)Máximo Ferreira e Guilherme de Almeida, Introdução à Astronomia e às Observações Astronómicas,

Plátano Edições Técnicas, 6.ª edição, 2001 (adaptado)


seguintes, de modo a obter uma afirmação equivalente à expressão «(...) aqueles electrões descempela escada energética (…)».

Aqueles electrões transitam de níveis energéticos _____ para níveis energéticos _____ , assumindo

valores _____ de energia.

(A) inferiores … superiores … contínuos

(B) superiores … inferiores … contínuos

(C) inferiores … superiores … discretos

(D) superiores … inferiores ... discretos

1.2. Indique, com base no texto, o que se deverá observar no espectro de absorção do sódio, na região

do visível.

1.3. Descreva como é possível tirar conclusões sobre a composição química das estrelas, a partir dos

seus espectros, tendo em conta a informação dada no texto.


1.4. Seleccione a única alternativa que refere a substituição correcta de X, de modo que a equaçãoseguinte represente uma reacção de fusão nuclear que ocorre nas estrelas.

126C + 12

6C → 2311Na + X

(A)11H

(B)21H

(C)32He

(D)10n

1.5. O sódio (Na) e o magnésio (Mg) são elementos consecutivos do 3.º Período da Tabela Periódica.

1.5.1. Seleccione a única alternativa que contém os termos que preenchem, sequencialmente, os

espaços seguintes, de modo a obter uma afirmação correcta.

A energia de ionização do magnésio é _____ à energia de ionização do sódio, uma vez que,

dado o _____ da carga nuclear ao longo do período, o raio atómico tem tendência a _____ .

(A) superior … aumento … diminuir

(B) inferior … decréscimo … aumentar

(C) superior … decréscimo … aumentar

(D) inferior … aumento … diminuir

1.5.2. Seleccione a única alternativa que permite obter uma afirmação correcta.

Átomos representados por 2311Na e 24

12Mg, no estado de energia mínima, têm o mesmo número

de...

(A) orbitais completamente preenchidas.

(B) protões nos respectivos núcleos.

(C) neutrões nos respectivos núcleos.

(D) electrões em orbitais s.


2. A luz proveniente das estrelas dispersa-se, ao entrar num prisma, devido ao facto de a velocidade de

propagação da luz, no material constituinte do prisma, depender da frequência da radiação.

Consequentemente, o índice de refracção da luz nesse material também irá depender da frequência da

radiação.

2.1. O gráfico da figura 1 representa o índice de refracção da luz, n, num vidro do tipo BK7, em função

do comprimento de onda, λ, da luz no vazio.

Fig. 1

Considere um feixe de luz monocromática, de comprimento de onda 560 × 10–9 m, no vazio,

que incide sobre a superfície de um prisma de vidro BK7, de acordo com o representado na figura 2.

Fig. 2

Determine o ângulo de refracção correspondente a um ângulo de incidência de 50,0º.


nar(índice de refracção da luz no ar) = 1,000

2.2. Indique, justificando, se uma radiação de comprimento de onda 560 × 10–9 m sofre difracção

apreciável num obstáculo cujas dimensões sejam da ordem de grandeza de 1 m.

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3. Numa fotografia estroboscópica, as sucessivas posições de um objecto são registadas a intervalos de

tempo iguais.

A figura 3 representa uma fotografia estroboscópica do movimento de

uma bola de ténis, de massa 57,0 g, após ressaltar no solo.

P1, P2, P3, P4 e P5 representam posições sucessivas da bola.

Na posição P3, a bola de ténis encontra-se a 1,00 m do solo.

Considere o solo como nível de referência da energia potencial gravítica

e a resistência do ar desprezável.

Nas questões 3.1 a 3.3, seleccione a única alternativa que apresenta a

resposta correcta.

3.1. Em qual das seguintes posições, a energia cinética da bola é maior?

(A) P1

(B) P2

(C) P3

(D) P4

3.2. Qual é o esboço de gráfico que pode traduzir a relação entre a energia potencial gravítica do sistema

bola + Terra, Ep, e a altura em relação ao solo, h, da bola, durante o seu movimento entre o solo e a

posição P3 ?

1�2 1�2

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1�2 1�2

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Fig. 3

3.3. Qual é o diagrama em que a resultante das forças aplicadas na bola, F→

R , na posição P2 , está

representada correctamente?


Admitindo que a posição P5 está a metade da altura de P3, o trabalho realizado pela força gravítica

entre as posições P3 e P5 é…

(A) 2,85 × 10–1 J

(B) –2,85 × 10–1 J

(C) 2,85 × 102 J

(D) –2,85 × 102 J


A variação da energia cinética da bola, entre as posições P3 e P5, é…

(A) simétrica do trabalho realizado pelas forças conservativas, entre essas posições.

(B) igual ao trabalho realizado pela força gravítica, entre essas posições.

(C) simétrica da variação da energia mecânica, entre essas posições.

(D) igual à variação da energia potencial gravítica, entre essas posições.

3.6. Relacione a energia cinética da bola na posição P2 com a energia cinética da bola na posição P5,

fundamentando a resposta.

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1�2 1�2 1�2 1�2

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4. Para investigar se um corpo se pode manter em movimento quando a resultante do sistema de forças que

sobre ele actua é nula, um grupo de alunos fez a montagem representada na figura 4, utilizando material

de atrito reduzido.

Fig. 4

Os alunos tiveram o cuidado de utilizar um fio F de comprimento tal que permitisse que o corpo P

embatesse no solo, antes de o carrinho C chegar ao fim da superfície horizontal, sobre a qual se movia.

Com os dados fornecidos pelo sensor S, obtiveram, num computador, o gráfico do valor da velocidade do

carrinho, em função do tempo, representado na figura 5.

Fig. 5

4.1. Seleccione a única alternativa que refere o intervalo de tempo em que terá ocorrido o embate docorpo P com o solo.

(A) [0,1; 0,2] s

(B) [0,7; 0,8] s

(C) [1,1; 1,2] s

(D) [1,6; 1,7] s

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4.2. Por que motivo «os alunos tiveram o cuidado de utilizar um fio F de comprimento tal que permitisseque o corpo P embatesse no solo, antes de o carrinho C chegar ao fim da superfície horizontal, sobrea qual se movia»?

4.3. Analise os resultados obtidos pelos alunos, elaborando um texto no qual aborde os seguintes

tópicos:

• identificação das forças que actuaram sobre o carrinho, antes e depois do embate do corpo P com

o solo;

• identificação dos dois tipos de movimento do carrinho, ao longo do percurso considerado,

explicitando os intervalos de tempo em que cada um deles ocorreu;

• resposta ao problema proposto, fundamentada nos resultados da experiência.


5. O metano, principal constituinte do gás natural, é um combustível muito utilizado.

A combustão completa do metano, CH4 , pode ser representada por:

CH4(g) + 2 O2(g) → CO2(g) + 2 H2O(g) ∆H = –802 kJ mol–1

5.1. As curvas 1, 2, 3 e 4, esboçadas no gráfico da figura 6, podem representar a evolução, ao longo do

tempo, das concentrações de reagentes e de produtos de uma reacção de combustão completa do

metano, admitindo que esta ocorre em sistema fechado.

Fig. 6

Seleccione a única alternativa que identifica correctamente o reagente, ou o produto da reacção, que

corresponde a cada uma das curvas.

(A) 1 – CO2 2 – H2O 3 – O2 4 – CH4

(B) 1 – H2O 2 – CO2 3 – O2 4 – CH4

(C) 1 – H2O 2 – CO2 3 – CH4 4 – O2

(D) 1 – CO2 2 – H2O 3 – CH4 4 – O2

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5.2. Considere que foi utilizado metano para aquecer amostras de água.

5.2.1. Admita que, no processo de aquecimento de uma amostra de água, de massa

0,500 kg, o rendimento da transferência de energia para a água foi de 65,0%.

Calcule a variação de temperatura sofrida pela amostra de água, por cada 1,00 g de metano,

CH4 (M = 16,05 g mol–1), que sofreu combustão.


cágua (capacidade térmica mássica da água) = 4,186 × 103 J kg–1 ºC–1

5.2.2. Considere duas amostras de água, A e B, de massas respectivamente iguais a mA e a 2mA,

às quais foi fornecida a mesma quantidade de energia.

Seleccione a única alternativa que permite obter uma afirmação correcta.

Sendo ∆TA e ∆TB as variações de temperatura sofridas pelas amostras A e B, ∆TB será

igual a...

(A) 2∆TA.

(B) ∆TA .

(C) –2∆TA .

(D) ∆TA .

5.3. Seleccione a única alternativa que traduz como varia o número de oxidação do carbono, na

transformação da espécie CH4 na espécie CO2 .

(A) De +4 para –4

(B) De –4 para +4

(C) De +4 para +2

(D) De –4 para –2

5.4. O metano é um hidrocarboneto saturado, a partir do qual se formam, por substituição, vários

compostos halogenados.

Qual é o nome do composto a seguir representado, de acordo com a nomenclatura IUPAC?

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1—2


6. O ácido acético, CH3COOH, apresenta um cheiro muito característico, sendo um componente dos

vinagres. É também um ácido correntemente usado em laboratório.

6.1. A reacção de ionização do ácido acético em água é uma reacção incompleta, que pode ser

representada por:

CH3COOH(aq) + H2O(� ) Þ CH3COO–(aq) + H3O+(aq)

6.1.1. Seleccione a única alternativa que identifica correctamente um par conjugado ácido-base,

naquela reacção.

(A) H3O+(aq) e H2O(� )

(B) CH3COOH(aq) e H3O+(aq)

(C) CH3COOH(aq) e H2O(� )

(D) H2O(� ) e CH3COO–(aq)

6.1.2. Dissolvendo 5,00 × 10–2 mol de ácido acético, em água, para um volume total de solução

igual a 0,500 dm3, obtém-se uma solução cujo pH é igual a 2,88, a 25 ºC.

Calcule a concentração de ácido acético não ionizado, na solução obtida.


6.2. O grau de acidez de um vinagre é expresso em termos da massa de ácido acético, em gramas,

existente em 100 cm3 desse vinagre.

Para determinar o grau de acidez de um vinagre comercial, começou por se diluir esse vinagre

10 vezes, obtendo-se um volume total de 100,0 cm3. Em seguida, fez-se a titulação da solução

diluída de vinagre, com uma solução de hidróxido de sódio, NaOH, de concentração conhecida.

6.2.1. Seleccione a única alternativa que refere o material de laboratório necessário para efectuar,

com rigor, a diluição acima referida.

(A) Proveta de 10,0 mL, pipeta de 100,0 mL, pompete.

(B) Balão volumétrico de 100,0 mL, pipeta de 10,0 mL, pompete.

(C) Proveta de 100 mL, pipeta de 10,0 mL, pompete.

(D) Balão volumétrico de 10,0 mL, pipeta de 100,0 mL, pompete.


6.2.2. Considere que o pH no ponto de equivalência da titulação da solução diluída de vinagre é

igual a 8,8, a 25 ºC.

Indique, justificando com base na informação contida na tabela seguinte, qual dos indicadores

é adequado para assinalar o ponto de equivalência daquela titulação.

6.2.3. Desprezando a contribuição de outros ácidos presentes no vinagre, a titulação efectuada

permitiu determinar a concentração de ácido acético, CH3COOH (M = 60,06 g mol–1), na

solução diluída de vinagre, tendo-se obtido o valor 7,8 × 10–2 mol dm–3.

Calcule o grau de acidez do vinagre comercial utilizado.


FIM

Indicador Zona de viragem (pH, a 25 ºC)

Vermelho de metilo 4,2 a 6,3

Azul de bromotimol 6,0 a 7,6

Fenolftaleína 8,0 a 9,6

Amarelo de alizarina 10,1 a 12,0


COTAÇÕES

1.

1.1. .................................................................................................................................................... 5 pontos

1.2. .................................................................................................................................................... 5 pontos

1.3. .................................................................................................................................................... 10 pontos

1.4. .................................................................................................................................................... 5 pontos

1.5.

1.5.1. ........................................................................................................................................ 5 pontos1.5.2. ........................................................................................................................................ 5 pontos

2.

2.1. .................................................................................................................................................... 10 pontos

2.2. .................................................................................................................................................... 10 pontos

3.

3.1. .................................................................................................................................................... 5 pontos

3.2. .................................................................................................................................................... 5 pontos

3.3. .................................................................................................................................................... 5 pontos

3.4. .................................................................................................................................................... 5 pontos

3.5. .................................................................................................................................................... 5 pontos

3.6. .................................................................................................................................................... 10 pontos

4.

4.1. .................................................................................................................................................... 5 pontos

4.2. .................................................................................................................................................... 5 pontos

4.3. .................................................................................................................................................... 20 pontos

5.

5.1. ................................................................................................................................................... 5 pontos

5.2.

5.2.1. ........................................................................................................................................ 20 pontos5.2.2. ........................................................................................................................................ 5 pontos

5.3. .................................................................................................................................................... 5 pontos

5.4. .................................................................................................................................................... 5 pontos

6.

6.1.

6.1.1. ........................................................................................................................................ 5 pontos6.1.2. ........................................................................................................................................ 10 pontos

6.2.

6.2.1. ........................................................................................................................................ 5 pontos6.2.2. ........................................................................................................................................ 10 pontos6.2.3. ........................................................................................................................................ 10 pontos

___________

TOTAL .................................................................. 200 pontos






2009COTAÇÕES

1.

1.1. ............................................................................................................................................. 5 pontos1.2. ............................................................................................................................................. 5 pontos1.3. ............................................................................................................................................. 10 pontos1.4. ............................................................................................................................................. 5 pontos1.5.

1.5.1. ................................................................................................................................. 5 pontos1.5.2. ................................................................................................................................. 5 pontos

2.

2.1. ............................................................................................................................................. 10 pontos2.2. ............................................................................................................................................. 10 pontos

3.

3.1. ............................................................................................................................................. 5 pontos3.2. ............................................................................................................................................. 5 pontos3.3. ............................................................................................................................................. 5 pontos3.4. ............................................................................................................................................. 5 pontos3.5. ............................................................................................................................................. 5 pontos3.6. ............................................................................................................................................. 10 pontos

4.

4.1. ............................................................................................................................................. 5 pontos4.2. ............................................................................................................................................. 5 pontos4.3. ............................................................................................................................................. 20 pontos

5.

5.1. ............................................................................................................................................. 5 pontos5.2.

5.2.1. ................................................................................................................................. 20 pontos5.2.2. ................................................................................................................................. 5 pontos

5.3. ............................................................................................................................................. 5 pontos5.4. ............................................................................................................................................. 5 pontos

6.

6.1.

6.1.1. ................................................................................................................................. 5 pontos6.1.2. ................................................................................................................................. 10 pontos

6.2.

6.2.1. ................................................................................................................................. 5 pontos6.2.2. ................................................................................................................................. 10 pontos6.2.3. ................................................................................................................................. 10 pontos

___________

TOTAL ................................................... 200 pontos





A classificação a atribuir a cada resposta é obrigatoriamente:

– um número inteiro;

– um dos valores resultantes da aplicação dos critérios gerais e específicos de classificação, previstos na

respectiva grelha de classificação.

As respostas que se revelem ilegíveis ou que não possam ser claramente identificadas são classificadas com

zero pontos. No entanto, em caso de omissão ou de engano na identificação de um item, o mesmo pode ser

classificado se, pela resposta apresentada, for possível identificá-lo inequivocamente.


resposta(s) que não deseja que seja(m) classificada(s), deve ser apenas considerada a resposta apresentada

em primeiro lugar.




A cotação total do item só é atribuída às respostas que apresentarem de forma inequívoca a única alternativa

correcta.


– uma alternativa incorrecta;

– mais do que uma alternativa.









os critérios gerais e específicos a seguir apresentados



Os critérios específicos de classificação dos itens de resposta aberta apresentam-se organizados por níveis de

desempenho. É atribuída, a cada um desses níveis, uma única pontuação.

É classificada com zero pontos qualquer resposta que não atinja o nível 1 de desempenho no domínio

específico da disciplina.




elementos de resposta cientificamente válidos devem ser classificados seguindo os mesmos procedimentos,








Nos itens de resposta aberta com cotação igual a 20 pontos que impliquem a produção de um texto, a

classificação a atribuir traduz a avaliação simultânea das competências específicas da disciplina e das

competências de comunicação escrita em língua portuguesa.

A avaliação das competências de comunicação escrita em língua portuguesa contribui para valorizar aclassificação atribuída ao desempenho no domínio das competências específicas da disciplina. Estavalorização é cerca de 10% da cotação do item e faz-se de acordo com os níveis de desempenho descritos noquadro seguinte.


será atribuída aos tópicos que apresentem correcção científica. Assim, no caso de a resposta não atingir o

nível 1 de desempenho no domínio específico da disciplina, não é classificado o desempenho no domínio da


Nível Descritor



2Composição razoavelmente estruturada, e/ou com alguns erros de sintaxe, de pontuação

e/ou de ortografia, cuja gravidade não implique perda de inteligibilidade e/ou de sentido.

1

Composição sem estruturação aparente e/ou com a presença de erros graves de sintaxe, de

pontuação e/ou de ortografia, cuja gravidade implique perda frequente de inteligibilidade

e/ou de sentido.



Nos itens de cálculo de uma (ou mais) grandeza(s) a classificação a atribuir decorre do enquadramento

simultâneo em níveis de desempenho relacionados com a consecução das etapas necessárias à resolução

do item, de acordo com os critérios específicos de classificação, e em níveis de desempenho relacionados

com o tipo de erros cometidos.
































classificação.

Nível Descritor








1.2. ................................................................................................................................................ 5 pontos

Duas riscas negras na região do amarelo.

1.3. ................................................................................................................................................ 10 pontos


• Os espectros das estrelas apresentam riscas negras que correspondem à absorção de

radiação pelas espécies químicas existentes nas atmosferas das estrelas.

• Comparando as riscas observadas nos espectros das estrelas com as riscas

características dos espectros dos vários elementos químicos, é possível identificar os

elementos químicos presentes nas estrelas.




1.5.2. Versão 1 – (C); Versão 2 – (C) ........................................................................................... 5 pontos

2.1. ................................................................................................................................................. 10 pontos


• Obtém, por leitura do gráfico, o valor do índice de refracção, no vidro, da radiação

considerada (n = 1,518).

• Calcula o ângulo de refracção pedido (α = 30,3º).







Níveis*

4 3 2 1

Nív




(pontos)




2.2. ................................................................................................................................................ 10 pontos


• A radiação considerada não sofre difracção apreciável num obstáculo com as

dimensões referidas.

• Não ocorre difracção apreciável, uma vez que as ordens de grandeza do comprimento

de onda da radiação e das dimensões do obstáculo considerado são muito diferentes.




3.3. Versão 1 – (C); Versão 2 – (A) .............................................................................................. 5 pontos



3.6. ................................................................................................................................................ 10 pontos


• A energia potencial gravítica do sistema bola + Terra tem o mesmo valor quando a bola

se encontra nas posições P2 e P5, uma vez que estas posições se encontram à mesma

altura do solo.

• Dado que a soma da energia potencial gravítica do sistema e da energia cinética da bola

se mantém constante, a energia cinética da bola será igual nas posições P2 e P5.



(pontos)




(pontos)




4.1. Versão 1 – (C); Versão 2 – (A) ............................................................................................... 5 pontos

4.2. ................................................................................................................................................ 5 pontos

Para que, a partir de um determinado instante, a força exercida pelo fio sobre o carrinhofosse nula.

ou

Para que, a partir de um determinado instante, a resultante das forças exercidas sobre ocarrinho fosse nula.

4.3. ................................................................................................................................................ 20 pontos


• Antes do embate do corpo P com o solo, actuavam sobre o carrinho a força gravítica, a

força exercida pela superfície de apoio (reacção normal) e a força exercida pelo fio.

Depois do embate do corpo P com o solo, continuaram a actuar sobre o carrinho a força

gravítica e a força exercida pela superfície de apoio.

• No intervalo de tempo [0,1; 1,1]s , o movimento do carrinho foi rectilíneo uniformemente

acelerado, e, no intervalo de tempo [1,2; 2,0]s , o movimento foi rectilíneo uniforme.

• Depois do embate do corpo P com o solo, embora a resultante das forças exercidas

sobre o carrinho fosse nula, verificou-se que o carrinho continuava em movimento. Pode

assim concluir-se que um corpo se mantém em movimento quando a resultante do

sistema de forças que sobre ele actua é nula.







Níveis*

1 2 3

Nív

eis

3 A resposta aborda os três tópicos solicitados. 18 19 20

2 A resposta aborda apenas dois dos tópicos solicitados. 12 13 14

1 A resposta aborda apenas um dos tópicos solicitados. 6 7 8


5.1. Versão 1 – (B); Versão 2 – (B) .............................................................................................. 5 pontos

5.2.1. ............................................................................................................................................. 20 pontos


• Calcula a energia transferida para a amostra de água, por cada mole de metano que

sofre combustão (E = 521,3 kJ).

• Calcula a energia transferida para a amostra de água, por cada 1,00 g de metano que


• Calcula a variação de temperatura sofrida pela amostra de água, por cada 1,00 g de

metano que sofre combustão (∆θ = 15,5 ºC).

ou

• Calcula a energia libertada, por cada 1,00 g de metano que sofre combustão

(E = 49,97 kJ).

• Calcula a energia transferida para a amostra de água, por cada 1,00 g de metano que


• Calcula a variação de temperatura sofrida pela amostra de água, por cada 1,00 g de

metano que sofre combustão (∆θ = 15,5 ºC).



5.2.2. Versão 1 – (D); Versão 2 – (B) ........................................................................................... 5 pontos


5.4. ................................................................................................................................................ 5 pontos

Diclorofluorometano.





Níveis*

4 3 2 1

Nív

eis





6.1.1. Versão 1 – (A); Versão 2 – (C) ........................................................................................... 5 pontos

6.1.2. ............................................................................................................................................. 10 pontos


• Calcula a concentração inicial de ácido acético (c = 0,100 mol dm–3) e a

concentração de equilíbrio da espécie H3O+(aq) (c = 1,32 × 10–3 mol dm–3).

• Calcula a concentração de ácido acético não ionizado (c = 9,87 × 10–2 mol dm–3).



6.2.1. Versão 1 – (B); Versão 2 – (A) ........................................................................................... 5 pontos

6.2.2. ............................................................................................................................................. 10 pontos


• Fenolftaleína.

• A zona de viragem do indicador tem de incluir o valor do pH no ponto de equivalência

da titulação.



(pontos)







Níveis*

4 3 2 1

Nív




6.2.3. ............................................................................................................................................ 10 pontos


• Calcula a concentração de ácido acético no vinagre comercial (c = 7,8 × 10–1 moldm–3).

• Calcula a massa de ácido acético, expressa em gramas, que existe em 100 cm3 do vinagre(grau de acidez = 4,7).







Níveis*

4 3 2 1

Nív





11.º/12.º anos de Escolaridade


Duração da Prova: 120 minutos. Tolerância: 30 minutos

2008

VERSÃO 1



escolha múltipla e de verdadeiro/falso.





Utilize apenas caneta ou esferográfica de tinta indelével azul ou preta.

Pode utilizar a régua e a máquina de calcular gráfica.

Não é permitido o uso de corrector. Em caso de engano, deve riscar, de forma inequívoca, aquilo que

pretende que não seja classificado.

Escreva de forma legível a numeração dos grupos e/ou dos itens, bem como as respectivas respostas.

Para cada item, apresente apenas uma resposta. Se escrever mais do que uma resposta a um mesmo item,

apenas é classificada a resposta apresentada em primeiro lugar.

Para responder aos itens de escolha múltipla, escreva, na folha de respostas,


• a letra identificativa da alternativa correcta.

Para responder aos itens de verdadeiro/falso, escreva, na folha de respostas,


• a letra identificativa de cada afirmação e, a seguir, uma das letras, «V» para as afirmações verdadeiras

ou «F» para as afirmações falsas.

No item 3.2.2., o domínio da comunicação escrita em língua portuguesa representa cerca de 10% da cotação.

Nos itens em que é solicitado o cálculo de uma grandeza, apresente todas as etapas de resolução,

explicitando todos os cálculos efectuados e apresentando todas as justificações e/ou conclusões solicitadas.

As cotações dos itens encontram-se na página 16.

A prova inclui um formulário, uma tabela de constantes e uma Tabela Periódica.



FORMULÁRIO

• Conversão de temperatura (de grau Celsius para kelvin) ........................ T = θ + 273,15

T – temperatura absoluta (temperatura em kelvin)

θ – temperatura em grau Celsius

•• Densidade (massa volúmica) ............................................................................ ρ =

m – massa

V – volume

•• Efeito fotoeléctrico ............................................................................................. Erad = Erem + Ec

Erad – energia de um fotão da radiação incidente no metal

Erem – energia de remoção de um electrão do metal

Ec – energia cinética do electrão removido

•• Concentração de solução .................................................................................. c =

n – quantidade de soluto

V – volume de solução

•• Concentração mássica de solução .................................................................. cm =

m – massa de soluto


•• Relação entre pH e concentração de H3O+............................. pH = –log Ö[H3O+] /mol dm–3×

•• 1.ª Lei da Termodinâmica ................................................................................. ∆U = W+Q+R

∆U – variação da energia interna do sistema (também representada por ∆ Ei)

W – energia transferida entre o sistema e o exterior sob a forma de trabalho

Q – energia transferida entre o sistema e o exterior sob a forma de calor

R – energia transferida entre o sistema e o exterior sob a forma de radiação

m–—V

n–—V

m–—V



à superfície da Terrag = 10 m s–2







• Lei de Stefan-Boltzmann ..................................................................................... P = e σ AT 4

P – potência total irradiada por um corpo

e – emissividade

σ – constante de Stefan-Boltzmann

A – área da superfície do corpo

T – temperatura absoluta do corpo

• Energia ganha ou perdida por um corpo devido à variação

da sua temperatura ............................................................................................ E = mc ∆T

m – massa do corpo

c – capacidade térmica mássica do material de que é constituído

o corpo

∆T – variação da temperatura do corpo

•• Taxa temporal de transmissão de energia como calor............................. = k ∆T

Q – energia transferida através de uma barra como calor,

no intervalo de tempo ∆t

k – condutividade térmica do material de que é constituída a barra

A – área da secção recta da barra

� – comprimento da barra

∆T – diferença de temperatura entre as extremidades da barra


, que actua

sobre um corpo em movimento rectilíneo ..................................................... W = Fd cos α

d – módulo do deslocamento do ponto de aplicação da força

α – ângulo definido pela força e pelo deslocamento

• Energia cinética de translação .......................................................................... Ec = mv 2

m – massa


• Energia potencial gravítica em relação a um nível de referência .......... Ep = m g h

m – massa



• Teorema da energia cinética.............................................................................. W = ∆Ec

W – soma dos trabalhos realizados pelas forças que actuam num corpo,

num determinado intervalo de tempo

∆Ec – variação da energia cinética do centro de massa do corpo, no mesmo

intervalo de tempo

• Lei da Gravitação Universal ............................................................................... Fg = G

Fg – módulo da força gravítica exercida pela massa pontual m1 (m2)

na massa pontual m2 (m1)



m1 m2–—–—

r2

1–—2

A–—�

Q–—∆t


• 2.ª Lei de Newton .................................................................................................. F→

= ma→

F→


a→


• Equações do movimento unidimensional com aceleração constante ....... x = x0 + v0 t + at 2

x – valor (componente escalar) da posição v = v0 + at

v – valor (componente escalar) da velocidade


t – tempo

• Equações do movimento circular com aceleração de módulo constante ac =






• Comprimento de onda ........................................................................................ λ =

v – módulo da velocidade de propagação da onda


• Função que descreve um sinal harmónico ou sinusoidal ......................... y =A sin (ω t)

A – amplitude do sinal


t – tempo



........................................................................ Φm = B A cos α

α – ângulo entre a direcção do campo e a direcção perpendicular à superfície

• Força electromotriz induzida numa espira metálica ................................ |ε i| =


• Lei de Snell-Descartes para a refracção ........................................................ n1 sin α1 = n2 sin α2


α1, α2 – ângulos entre as direcções de propagação da onda e da normal

à superfície separadora no ponto de incidência, nos meios 1 e 2,

respectivamente

|∆Φm|–––——

∆t

v–—

f

2π––—T

2π r––—T

v2

–—r

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1. Leia atentamente o seguinte texto.

Quando o astronauta Neil Armstrong pisou pela primeira vez o solo lunar, a 20 de Julho de 1969,

entrou num mundo estranho e desolado. Toda a superfície da Lua está coberta por um manto de solo

poeirento. Não há céu azul, nuvens, nem fenómenos meteorológicos de espécie alguma, porque ali não

existe atmosfera apreciável. O silêncio é total.

Nas análises laboratoriais de rochas e solo trazidos da Lua não foram encontrados água, fósseis nem

organismos de qualquer espécie.

A maior parte da luz do Sol que incide na superfície lunar é absorvida, sendo o albedo médio da Lua

de apenas 11%. A aceleração da gravidade à superfície da Lua é cerca de 1/6 da que se verifica à

superfície da Terra.

Depois da Lua, Vénus é o astro mais brilhante no céu nocturno, uma vez que a espessa camada de

nuvens que o envolve reflecte grande quantidade da luz proveniente do Sol. A atmosfera de Vénus é

constituída por cerca de 97% de dióxido de carbono e por uma pequena percentagem de azoto, com

vestígios de vapor de água, hélio e outros gases. A temperatura à superfície chega a atingir 482 ºC,

porque o dióxido de carbono e o vapor de água atmosféricos se deixam atravessar pela luz visível do Sol,

mas não deixam escapar a radiação infravermelha emitida pelas rochas da sua superfície.

Dinah Moché, Astronomia, Gradiva, 2002 (adaptado)

1.1. Tendo em conta a informação dada no texto, explique por que motivo, na Lua, «o silêncio é total».

1.2. Identifique o efeito descrito no último período do texto, que também ocorre na atmosfera da Terra,embora em menor extensão.

1.3. Com base na informação apresentada no texto, seleccione a alternativa que contém os termos quedevem substituir as letras (a), (b) e (c), respectivamente, de modo a tornar verdadeira a afirmaçãoseguinte.

O albedo da Lua é _____(a) ao de Vénus, uma vez que a superfície da Lua _____(b) grande parte da

radiação solar incidente e a atmosfera de Vénus _____(c) a maior parte dessa radiação.

(A) ... superior … absorve … absorve …

(B) … inferior … absorve … reflecte …

(C) … superior … absorve … reflecte …

(D) … inferior … reflecte … absorve …


1.4. Com base na informação apresentada no texto, seleccione a alternativa que compara correctamente

a intensidade da força gravítica que actua sobre um mesmo corpo, quando colocado à superfície da

Terra, FgTerra, e à superfície da Lua, FgLua

.

(A) FgTerra=

(B) FgTerra=

(C) FgTerra=

(D) FgTerra= 6FgLua

1.5. Com base na informação apresentada no texto, seleccione o gráfico que traduz o modo como variam

os módulos da velocidade de um corpo em movimento de queda livre vertical, próximo da superfície

da Lua, vLua, e próximo da superfície da Terra, vTerra, em função do tempo de queda.

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16

LuagF6

LuagF16


2. Enquanto os astronautas N. Armstrong e E. Aldrin, da missão Apollo 11,

recolhiam amostras na superfície lunar, o seu colega M. Collins permanecia no

Módulo de Comando (MC), em órbita à volta da Lua (L), como representado na

figura 1 (a figura não está representada à escala).

2.1. Tendo em conta a situação descrita, seleccione o diagrama que

representa correctamente as forças de interacção entre o Módulo de

Comando e a Lua.

2.2. Considere que o Módulo de Comando (MC) descreveu, com um período de 2,0 h, diversas órbitas

circulares, de raio 1,9 × 106 m, sujeito apenas à força gravítica exercida pela Lua.

Relativamente à situação descrita, classifique como verdadeira (V) ou falsa (F) cada uma das

afirmações seguintes.

(A) O MC descreveu cada volta completa em 7,2 × 103 s.

(B) A velocidade linear do MC manteve-se constante.

(C) Em 2,0 h o MC percorreu uma distância de 1,9 × 106 m.

(D) O trabalho realizado pela resultante das forças aplicadas no MC foi nulo.

(E) O produto do módulo da velocidade angular do MC pelo período do seu movimento é

independente do raio da órbita.

(F) O módulo da velocidade linear do MC depende da sua massa.

(G) O módulo da velocidade angular do MC foi 8,7 × 10–4 rad s–1.

(H) O valor da energia cinética do MC variou ao longo da órbita.

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Fig. 1

2.3. Para recolher amostras na superfície lunar, os astronautasusaram um utensílio de cabo extensível, tal comorepresentado na figura 2. Imagine que, quando um dosastronautas tentou recolher uma amostra, de massa 200 g,esta deslizou, inadvertidamente, numa zona onde o solo erainclinado, passando na posição A com uma velocidade demódulo igual a 0,50 m s–1 e parando na posição B, tendopercorrido 51 cm entre estas posições. Nesse percurso, aenergia potencial gravítica do sistema amostra + Luadiminuiu 8,16 × 10–2 J.

Calcule a intensidade da força de atrito que actuou sobre aamostra no percurso considerado, admitindo que aquela semanteve constante.


2.4. Uma vez que na Lua «o silêncio é total», os astronautas comunicavam entre si, mesmo a pequenadistância, por meio de ondas electromagnéticas. Qualquer sinal sonoro, antes de poder ser enviado sob a forma de uma onda electromagnética, deveser transformado num sinal eléctrico, recorrendo, porexemplo, a um microfone de indução.

2.4.1. O funcionamento do microfone de indução baseia-seno fenómeno da indução electromagnética,descoberto por Faraday.Este fenómeno pode ser evidenciado com um circuitoconstituído apenas por uma bobina ligada a umaparelho de medida adequado. Verifica-se que esseaparelho de medida detecta a passagem de correnteno circuito, quando se move um íman no interior dabobina (figura 3).

Tendo em conta a situação descrita, seleccione a alternativa que completa correctamente afrase seguinte.

Quanto mais rápido é o movimento do íman no interior da bobina, …

(A) ... menor é o módulo da força electromotriz induzida, sendo maior a energia que o circuito

pode disponibilizar.

(B) … maior é o módulo da força electromotriz induzida, sendo menor a energia que o

circuito pode disponibilizar.

(C) … maior é o módulo da força electromotriz induzida, sendo maior a energia que o circuito

pode disponibilizar.

(D) … menor é o módulo da força electromotriz induzida, sendo menor a energia que o

circuito pode disponibilizar.

2.4.2. O sinal eléctrico gerado num microfone tem frequências demasiado baixas para serencaminhado directamente para a antena emissora. Deve, por esse motivo, sofrer umprocesso de modulação.

Além do sinal eléctrico gerado no microfone, o processo de modulação requer outro sinal.Identifique esse sinal e explique sucintamente em que consiste o processo de modulação.


Fig. 2

Fig. 3

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3. Um sistema químico muito estudado é o que corresponde à reacção entre o hidrogénio gasoso e o vapor

de iodo para formar iodeto de hidrogénio, HI. Esta reacção reversível é traduzida pela seguinte equação

química:

H2(g) + I2(g) Þ 2 HI(g)

Tal como qualquer outro sistema químico em equilíbrio, também este sistema é capaz de evoluir num

sentido ou noutro, devido a algumas alterações que nele se produzam.

3.1. À temperatura de 430 ºC, fez-se reagir 0,500 mol de H2(g) e 0,500 mol de I2(g), num recipiente

fechado, de capacidade igual a 1,00 L. A reacção química progrediu, tendo-se estabelecido, num

dado instante, uma situação de equilíbrio. Este equilíbrio foi depois perturbado pela adição de HI(g).

Simulando esta situação experimental, obteve-se o gráfico apresentado na figura 4, que representa

a evolução das concentrações dos reagentes e do produto da reacção, ao longo do tempo, à mesma

temperatura.

Fig. 4

3.1.1. Tendo em conta a informação fornecida pelo gráfico, seleccione a alternativa que completa

correctamente a frase seguinte.

Os instantes que correspondem ao estabelecimento do equilíbrio inicial, à igualdade das

concentrações de reagentes e de produto, e à adição de HI(g), são, respectivamente, …

(A) ... t1, t3 e t5

(B) ... t3, t1 e t6

(C) ... t3, t1 e t5

(D) ... t2, t4 e t6

3.1.2. Escreva a expressão que traduz a constante de equilíbrio, Kc, da reacção em causa.

Utilizando a informação contida no gráfico, calcule o valor dessa constante, à temperatura

referida.


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3.2. O iodeto de hidrogénio, HI(g), é um gás cujas moléculas são constituídas por átomos de hidrogénio

e átomos de iodo.

3.2.1. Tendo em conta a posição dos elementos iodo e flúor na Tabela Periódica, seleccione a

alternativa que completa correctamente a frase seguinte.

O iodo e o flúor apresentam comportamento químico semelhante, porque…

(A) ... pertencem ao mesmo período da Tabela Periódica.

(B) ... apresentam valores muito baixos de energia de ionização.

(C) ... apresentam o mesmo número de electrões de valência.

(D) ... apresentam valores muito semelhantes de raio atómico.

3.2.2. A figura 5 representa o espectro de emissão do átomo de hidrogénio.

Fig. 5

Escreva um texto no qual analise o espectro de emissão do átomo de hidrogénio, abordando

os seguintes tópicos:

• descrição sucinta do espectro;• relação entre o aparecimento de uma qualquer risca do espectro e o fenómeno ocorrido no

átomo de hidrogénio;• razão pela qual esse espectro é descontínuo.

3.2.3. À semelhança do iodeto de hidrogénio, HI(g), também o fluoreto de hidrogénio, HF(g),

apresenta elevada solubilidade em água.

O fluoreto de hidrogénio, em solução aquosa, sofre uma reacção de ionização que pode ser

traduzida pela seguinte equação química:

HF(aq) + H2O(�) Þ F–(aq) + H3O+(aq)

Seleccione a alternativa que refere as duas espécies que, na reacção acima indicada, se

comportam como bases de Brönsted-Lowry.

(A) H2O(�) e F–(aq)

(B) F–(aq) e H3O+(aq)

(C) HF(aq) e F–(aq)

(D) HF(aq) e H2O(�)


4. A preparação de soluções aquosas de uma dada concentração é uma actividade muito comum, quando

se trabalha num laboratório químico.

No decurso de um trabalho laboratorial, um grupo de alunos preparou, com rigor, 250,00 cm3 de uma

solução aquosa, por pesagem de uma substância sólida.

4.1. Na figura 6 está representado um balão volumétrico calibrado de 250 mL,

semelhante ao utilizado pelos alunos na preparação da solução.

No balão estão indicadas a sua capacidade, a incerteza associada à sua

calibração e a temperatura à qual esta foi efectuada.

No colo do balão está marcado um traço de referência em todo o

perímetro.

4.1.1. Tendo em conta as indicações registadas no balão volumétrico,

indique o intervalo de valores no qual estará contido o volume de

líquido a ser medido com este balão, à temperatura de 20 ºC.

4.1.2. Os alunos deverão ter alguns cuidados ao efectuarem a leitura

do nível de líquido no colo do balão, de modo a medirem correcta-

mente o volume de solução aquosa preparada.

Seleccione a alternativa que corresponde à condição correcta de medição.

4.2. O grupo de alunos teve que preparar, com rigor, 250,00 cm3 de solução de tiossulfato de sódio penta-

-hidratado, Na2S2O3 • 5 H2O(aq) (M = 248,22 g mol–1), de concentração 3,00 × 10–2 mol dm–3, por

pesagem do soluto sólido.

Calcule a massa de tiossulfato de sódio penta-hidratado que foi necessário pesar, de modo a

preparar a solução pretendida.


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Fig. 6

4.3. Considere que os alunos prepararam ainda, com rigor, 50,00 cm3 de uma solução de concentração

6,00 × 10–3 mol dm–3, por diluição da solução 3,00 × 10–2 mol dm–3 de tiossulfato de sódio penta-

-hidratado.

4.3.1. Seleccione a alternativa que permite calcular correctamente o volume, expresso

em cm3, da solução mais concentrada, que os alunos tiveram que medir, de modo a

prepararem a solução pretendida.

(A)

(B)

(C)

(D)

4.3.2. Para medirem o volume da solução mais concentrada, os alunos utilizaram material de

laboratório adequado.

Seleccione a alternativa que refere o tipo de instrumento de medição de volumes de líquidos

que deverá ter sido utilizado naquela medição.

(A) Balão de Erlenmeyer

(B) Proveta

(C) Pipeta

(D) Gobelé

5. A água consegue dissolver, em extensão apreciável, um elevado número de substâncias. O cloreto de

sódio, NaC�, é exemplo de uma substância muito solúvel em água.

5.1. Considerando que a solubilidade do NaC� em água, a 25 ºC, é igual a 36,0 g NaC�/100 g H2O,

seleccione a opção que contém os termos que devem substituir as letras (a) e (b), respectivamente,

de modo a tornar verdadeira a afirmação seguinte.

Adicionando 90,0 g de NaC�(s) a 250 g de água, a 25 ºC, obtém-se uma solução _____(a) naquele

composto, _____(b) sólido depositado no fundo do recipiente.

(A) ... saturada … sem …

(B) … insaturada … sem …

(C) … saturada … com …

(D) … insaturada … com …

3,

cm, ,

V−3

−2

6 00×10=50 00× 3 00×10

3, ,

cm,

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V−3

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6 00×10 × 50 00=

3 00×10

3, ,

cm,

V−2

−3

3 00×10 × 50 00=

6 00×10


5.2. Em solução aquosa, o ácido clorídrico, HC� (aq), reage com o hidróxido de sódio, NaOH (aq). Esta

reacção pode ser traduzida pela seguinte equação química:

HC� (aq) + NaOH(aq) → NaC� (aq) + H2O(� )

Considere que se fez reagir 25,0 cm3 de ácido clorídrico, de concentração 0,100 mol dm–3, com um

determinado volume de uma solução aquosa de hidróxido de sódio, contendo 1,0 × 10–3 mol de

NaOH.

Calcule o pH da solução resultante, sabendo que o volume total desta solução é 35,0 cm3.


6. As transferências de energia podem ser realizadas com maior ou menor rendimento, consoante as

condições em que ocorrem.

Na figura 7 está representado um gerador, que produz corrente eléctrica sempre que se deixa cair o

corpo C. Admita que a corrente eléctrica assim produzida é utilizada para aquecer um bloco de prata, de

massa 600 g, nas condições da figura.

Fig. 7

Considere que a temperatura do bloco de prata aumenta 0,80 ºC quando o corpo C, de massa 8,0 kg, cai

2,00 m. Calcule o rendimento do processo global de transferência de energia.


c (capacidade térmica mássica da prata) = 2,34 × 102 J kg–1 ºC–1.

FIM

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COTAÇÕES

1.

1.1. .................................................................................................................................................... 10 pontos

1.2. .................................................................................................................................................... 5 pontos

1.3. .................................................................................................................................................... 5 pontos

1.4. .................................................................................................................................................... 5 pontos

1.5. .................................................................................................................................................... 5 pontos

2.

2.1. .................................................................................................................................................... 5 pontos

2.2. .................................................................................................................................................... 10 pontos

2.3. .................................................................................................................................................... 20 pontos

2.4.

2.4.1. ........................................................................................................................................ 5 pontos2.4.2. ........................................................................................................................................ 10 pontos

3.

3.1.

3.1.1. ........................................................................................................................................ 5 pontos3.1.2. ........................................................................................................................................ 10 pontos

3.2.

3.2.1. ........................................................................................................................................ 5 pontos3.2.2. ........................................................................................................................................ 20 pontos3.2.3. ........................................................................................................................................ 5 pontos

4.

4.1.

4.1.1. ........................................................................................................................................ 5 pontos4.1.2. ........................................................................................................................................ 5 pontos

4.2. .................................................................................................................................................... 10 pontos

4.3.

4.3.1. ........................................................................................................................................ 5 pontos4.3.2. ........................................................................................................................................ 5 pontos

5.

5.1. .................................................................................................................................................... 5 pontos

5.2. .................................................................................................................................................... 20 pontos

6. ........................................................................................................................................................... 20 pontos

___________

TOTAL .................................................................. 200 pontos






2008COTAÇÕES

1.

1.1. .............................................................................................................................. 10 pontos1.2. .............................................................................................................................. 5 pontos1.3. .............................................................................................................................. 5 pontos1.4. .............................................................................................................................. 5 pontos1.5. .............................................................................................................................. 5 pontos

2.

2.1. .............................................................................................................................. 5 pontos2.2. .............................................................................................................................. 10 pontos2.3. .............................................................................................................................. 20 pontos2.4.

2.4.1. ................................................................................................................... 5 pontos2.4.2. ................................................................................................................... 10 pontos

3.

3.1.

3.1.1. ................................................................................................................... 5 pontos3.1.2. ................................................................................................................... 10 pontos

3.2.

3.2.1. ................................................................................................................... 5 pontos3.2.2. ................................................................................................................... 20 pontos3.2.3. ................................................................................................................... 5 pontos

4.

4.1.

4.1.1. ................................................................................................................... 5 pontos4.1.2. ................................................................................................................... 5 pontos

4.2. .............................................................................................................................. 10 pontos4.3.

4.3.1. ................................................................................................................... 5 pontos4.3.2. ................................................................................................................... 5 pontos

5.

5.1. .............................................................................................................................. 5 pontos5.2. .............................................................................................................................. 20 pontos

6. ...................................................................................................................................... 20 pontos___________

TOTAL ............................................. 200 pontos





A ausência de indicação inequívoca da versão da prova, Versão 1 ou Versão 2, implica a classificação comzero pontos das respostas aos itens de escolha múltipla e de verdadeiro/falso.


As respostas em que é assinalada a alternativa correcta são classificadas com a cotação total do item. Asrespostas incorrectas são classificadas com zero pontos. Não há lugar a classificações intermédias.

As respostas nas quais são assinaladas mais do que uma opção de resposta (ainda que nelas esteja incluídaa opção correcta) são classificadas com zero pontos.


As respostas correctas são classificadas com a cotação total do item. As respostas incorrectas sãoclassificadas com zero pontos. Não há lugar a classificações intermédias.

Se a resposta contiver um número de elementos que exceda o solicitado, só será considerado para efeito declassificação o número de elementos pedido, considerando a ordem pela qual os vários elementos deresposta são apresentados.

Se a resposta contiver elementos contraditórios em relação aos elementos considerados correctos, éatribuída a classificação de zero pontos.

Itens de resposta fechada de verdadeiro/falso


As respostas em que todas as afirmações sejam identificadas como verdadeiras ou como falsas sãoclassificadas com zero pontos.


Os critérios de classificação dos itens de resposta aberta apresentam-se organizados por níveis dedesempenho. A cada nível de desempenho corresponde uma dada pontuação.

As respostas, desde que correctas, podem não apresentar exactamente os termos e/ou as expressõesconstantes dos critérios específicos de classificação, desde que a linguagem usada em alternativa sejaadequada e rigorosa.






Nos itens de resposta aberta extensa e que impliquem a produção de um texto, a classificação a atribuirtraduz a avaliação simultânea das competências específicas da disciplina e das competências decomunicação escrita em língua portuguesa.

A avaliação das competências de comunicação escrita em língua portuguesa contribui para valorizar aclassificação atribuída ao desempenho no domínio das competências específicas da disciplina. Esta


valorização é cerca de 10% da cotação do item e faz-se de acordo com os níveis de desempenho descritosno quadro seguinte:

A valorização correspondente ao desempenho no domínio da comunicação escrita em língua portuguesa sóserá atribuída aos tópicos que apresentem correcção científica.

Assim, no caso de a resposta não atingir o nível 1 de desempenho no domínio específico da disciplina, aclassificação a atribuir é zero pontos. Neste caso, não é classificado o desempenho no domínio dacomunicação escrita em língua portuguesa.


Nos itens de cálculo de uma (ou mais) grandeza(s) a classificação a atribuir decorre do enquadramentosimultâneo em níveis de desempenho relacionados com a consecução das etapas necessárias à resoluçãodo item, de acordo com os critérios específicos de classificação, e em níveis de desempenho relacionadoscom o tipo de erros cometidos.

Os níveis de desempenho, relacionados com o tipo de erros cometidos, correspondem aos descritoresapresentados no quadro seguinte:




Nível Descritor





Nível Descritor

3

Composição bem estruturada, com utilização de terminologia científica adequada, sem erros

de sintaxe, de pontuação e/ou de ortografia, ou com erros esporádicos, cuja gravidade não

implique perda de inteligibilidade e/ou rigor de sentido.

2

Composição razoavelmente estruturada, com utilização ocasional de terminologia científica

não adequada, e/ou com alguns erros de sintaxe, de pontuação e/ou de ortografia, cuja

gravidade não implique perda de inteligibilidade e/ou de sentido.

1

Composição sem estruturação aparente e/ou com utilização de terminologia científica não

adequada, e/ou com a presença de erros graves de sintaxe, de pontuação e/ou de ortografia,

cuja gravidade implique perda frequente de inteligibilidade e/ou de sentido.




























classificação.



1.1. ................................................................................................................................................ 10 pontos

A resposta deve contemplar os seguintes elementos:

• A Lua não possui atmosfera apreciável.

• Não ocorre propagação do som, uma vez que o som necessita de um meio material para sepropagar.

A classificação da resposta a este item é feita em função do enquadramento da mesma num dosníveis de desempenho, de acordo com a tabela seguinte:

1.2. Efeito de estufa ...................................................................................................................... 5 pontos



1.5. Versão 1 – (B); Versão 2 – (C) ............................................................................................... 5 pontos

2.1. Versão 1 – (D); Versão 2 – (C) ............................................................................................... 5 pontos

2.2. Versão 1: Verdadeiras – (A), (D), (E), (G); Falsas – (B), (C), (F), (H) .................................. 10 pontosVersão 2: Verdadeiras – (B), (F), (G), (H); Falsas – (A), (C), (D), (E)

Número de afirmações assinaladas correctamenteClassificação

(pontos)

7 ou 8 10

5 ou 6 7

3 ou 4 3

0 ou 1 ou 2 0


(pontos)

2 Refere os dois elementos de resposta solicitados. 10

1 Refere apenas um dos elementos de resposta solicitados. 5


2.3. ............................................................................................................................................... 20 pontos

A resolução deve apresentar, no mínimo, as seguintes etapas, para ser considerada correcta:

• Calcula a variação de energia cinética da amostra entre as posições A e B (∆Ec = –2,50 × 10–2 J).

• Calcula a variação da energia mecânica do sistema entre as posições A e B (∆Em = –1,07 × 10–1 J).

• Identifica a variação da energia mecânica do sistema com o trabalho realizado pela força de atrito ecalcula a intensidade da força de atrito (Fa = 0,21 N).

A classificação da resposta a este item é feita em função do enquadramento da mesma num dos níveisde desempenho, de acordo com a tabela seguinte:

* Descritores apresentados no segundo quadro da página C/3 dos critérios gerais de classificação.

2.4.1. Versão 1 – (C); Versão 2 – (D) ........................................................................................... 5 pontos

2.4.2. ............................................................................................................................................. 10 pontos


• O processo de modulação requer também uma onda portadora (ou onda sinusoidal de elevadafrequência).

• A modulação consiste na alteração da frequência ou da amplitude da onda portadora, porcombinação com a onda que contém a informação a transmitir.


3.1.1. Versão 1 – (C); Versão 2 – (B) ........................................................................................... 5 pontos


(pontos)







Níveis*

4 3 2 1

Nív

eis

3 A resolução contempla as três etapas consideradas. 20 19 17 14

2 A resolução contempla duas das etapas consideradas. 13 12 10 7

1 A resolução contempla apenas uma das etapas consideradas. 6 5 3 0


3.1.2. ............................................................................................................................................ 10 pontos


• Escreve a expressão que traduz a constante de equilíbrio, Kc, da reacção ( ).

• Retira, do gráfico, um conjunto coerente de valores de concentração ([H2(g)]e = [I2(g)]e = 0,107 mol dm–3

e [HI(g)]e = 0,786 mol dm–3 ou [H2(g)]e = [I2(g)]e = 0,191 mol dm–3 e [HI(g)]e = 1,404 mol dm–3) e

calcula o valor da constante de equilíbrio (Kc = 54,0).



3.2.1. Versão 1 – (C); Versão 2 – (A) ........................................................................................... 5 pontos

3.2.2. ............................................................................................................................................. 20 pontos

A resposta deve contemplar os seguintes tópicos:

• O espectro apresenta um conjunto de riscas no domínio do ultravioleta, outro no domínio do visívele outro no domínio do infravermelho.

• Cada risca corresponde a uma radiação emitida pelo átomo quando o electrão sofre um processode desexcitação.

• O espectro do átomo de hidrogénio é descontínuo, uma vez que a energia do electrão no átomoestá quantizada.








Níveis*

1 2 3

Nív

eis

3 A resposta contempla os três tópicos solicitados. 18 19 20

2 A resposta contempla dois dos tópicos solicitados. 12 13 14

1 A resposta contempla apenas um dos tópicos solicitados. 6 7 8





Níveis*

4 3 2 1

Nív

eis 2 A resolução contempla as duas etapas consideradas. 10 9 7 5


[ ]c

2

HI

H Ie

e e

K2

2

=


4.1.1. 249,85 cm3 ≤ V ≤ 250,15 cm3 ............................................................................................... 5 pontos


4.2. ................................................................................................................................................ 10 pontos


• Calcula a quantidade de soluto que existirá em 250,00 cm3 de solução (n = 7,500 × 10–3 mol).

• Calcula a massa de tiossulfato de sódio penta-hidratado correspondente (m = 1,86 g).



4.3.1. Versão 1 – (B); Versão 2 – (A) ........................................................................................... 5 pontos

4.3.2. Versão 1 – (C); Versão 2 – (B) ........................................................................................... 5 pontos


5.2. ................................................................................................................................................ 20 pontos


• Calcula a quantidade de H3O+ que existe na solução ácida inicial (n = 2,500 × 10–3 mol).

• Calcula a quantidade de H3O+ que fica em solução depois da adição da solução básica

(n = 1,50 × 10–3 mol).

• Calcula a concentração hidrogeniónica na solução resultante e o correspondente valor de pH (1,4).







Níveis*

4 3 2 1

Nív

eis








Níveis*

4 3 2 1

Nív




6. ................................................................................................................................................... 20 pontos


• Calcula a energia cedida pelo corpo C durante a queda (E = 1,60 × 102 J).

• Calcula a energia absorvida pelo bloco de prata (Eu = 1,12 × 102 J).

• Calcula o rendimento do processo (η = 70%).







Níveis*

4 3 2 1

Nív

eis









2008

VERSÃO 1



escolha múltipla e de verdadeiro/falso.





Utilize apenas caneta ou esferográfica de tinta indelével azul ou preta.

Pode utilizar a régua e a máquina de calcular gráfica.

Não é permitido o uso de corrector. Em caso de engano, deve riscar, de forma inequívoca, aquilo que

pretende que não seja classificado.

Escreva de forma legível a numeração dos grupos e/ou dos itens, bem como as respectivas respostas.

Para cada item, apresente apenas uma resposta. Se escrever mais do que uma resposta a um mesmo item,

apenas é classificada a resposta apresentada em primeiro lugar.

Para responder aos itens de escolha múltipla, escreva, na folha de respostas,


• a letra identificativa da alternativa correcta.

Para responder aos itens de verdadeiro/falso, escreva, na folha de respostas,


• a letra identificativa de cada afirmação e, a seguir, uma das letras, «V» para as afirmações verdadeiras

ou «F» para as afirmações falsas.

No item 4.3.1., o domínio da comunicação escrita em língua portuguesa representa cerca de 10% da cotação.

Nos itens em que é solicitado o cálculo de uma grandeza, apresente todas as etapas de resolução,

explicitando todos os cálculos efectuados e apresentando todas as justificações e/ou conclusões solicitadas.

As cotações dos itens encontram-se na página 16.

A prova inclui um formulário, uma tabela de constantes e uma Tabela Periódica.



FORMULÁRIO

• Conversão de temperatura (de grau Celsius para kelvin) ........................ T = θ + 273,15

T – temperatura absoluta (temperatura em kelvin)

θ – temperatura em grau Celsius

•• Densidade (massa volúmica) ............................................................................ ρ =

m – massa

V – volume

•• Efeito fotoeléctrico ............................................................................................. Erad = Erem + Ec

Erad – energia de um fotão da radiação incidente no metal

Erem – energia de remoção de um electrão do metal

Ec – energia cinética do electrão removido

•• Concentração de solução .................................................................................. c =

n – quantidade de soluto


•• Concentração mássica de solução .................................................................. cm =

m – massa de soluto


•• Relação entre pH e concentração de H3O+............................. pH = –log Ö[H3O+] /mol dm–3×

•• 1.ª Lei da Termodinâmica ................................................................................. ∆U = W+Q+R

∆U – variação da energia interna do sistema (também representada por ∆ Ei)

W – energia transferida entre o sistema e o exterior sob a forma de trabalho

Q – energia transferida entre o sistema e o exterior sob a forma de calor

R – energia transferida entre o sistema e o exterior sob a forma de radiação

m–—V

n–—V

m–—V



à superfície da Terrag = 10 m s–2







• Lei de Stefan-Boltzmann ..................................................................................... P = e σ AT 4


e – emissividade




• Energia ganha ou perdida por um corpo devido à variação

da sua temperatura ............................................................................................ E = mc ∆T

m – massa do corpo

c – capacidade térmica mássica do material de que é constituído

o corpo

∆T – variação da temperatura do corpo

•• Taxa temporal de transmissão de energia como calor............................. = k ∆T

Q – energia transferida através de uma barra como calor,

no intervalo de tempo ∆t

k – condutividade térmica do material de que é constituída a barra

A – área da secção recta da barra

� – comprimento da barra

∆T – diferença de temperatura entre as extremidades da barra


, que actua

sobre um corpo em movimento rectilíneo ..................................................... W = Fd cos α

d – módulo do deslocamento do ponto de aplicação da força

α – ângulo definido pela força e pelo deslocamento

• Energia cinética de translação .......................................................................... Ec = mv 2

m – massa


• Energia potencial gravítica em relação a um nível de referência .......... Ep = m g h

m – massa



• Teorema da energia cinética.............................................................................. W = ∆Ec

W – soma dos trabalhos realizados pelas forças que actuam num corpo,

num determinado intervalo de tempo

∆Ec – variação da energia cinética do centro de massa do corpo, no mesmo

intervalo de tempo

• Lei da Gravitação Universal ............................................................................... Fg = G

Fg – módulo da força gravítica exercida pela massa pontual m1 (m2)

na massa pontual m2 (m1)



m1 m2–—–—

r2

1–—2

A–—�

Q–—∆t


• 2.ª Lei de Newton .................................................................................................. F→

= ma→

F→


a→


• Equações do movimento unidimensional com aceleração constante ....... x = x0 + v0 t + at 2

x – valor (componente escalar) da posição v = v0 + at

v – valor (componente escalar) da velocidade


t – tempo

• Equações do movimento circular com aceleração de módulo constante ac =






• Comprimento de onda ........................................................................................ λ =



• Função que descreve um sinal harmónico ou sinusoidal ......................... y =A sin (ω t)

A – amplitude do sinal


t – tempo



........................................................................ Φm = B A cos α

α – ângulo entre a direcção do campo e a direcção perpendicular à superfície

• Força electromotriz induzida numa espira metálica ................................ |ε i| =


• Lei de Snell-Descartes para a refracção ........................................................ n1 sin α1 = n2 sin α2


α1, α2 – ângulos entre as direcções de propagação da onda e da normal

à superfície separadora no ponto de incidência, nos meios 1 e 2,

respectivamente

|∆Φm|–––——

∆t

v–—f

2π––—T

2π r––—T

v2

–—r

1–2


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Corrosão é a palavra geralmente utilizada para designar a deterioração de metais através de um

processo electroquímico, o que significa que, à medida que o metal se degrada, perde electrões,

convertendo-se numa espécie química diferente.

O exemplo mais familiar de corrosão é, sem dúvida, o processo de formação de ferrugem sobre o

ferro. Embora as reacções envolvidas neste processo sejam bastante complexas, pensa-se que as etapas

fundamentais sejam a perda de electrões pelo ferro, Fe, que assim se converte na espécie solúvel

Fe2+(aq), e o ganho desses electrões pelo oxigénio atmosférico, O2. A formação de ferrugem é favorecida

pela existência de um meio ácido, o que pode ser facultado pela água da chuva, naturalmente ácida

devido à dissolução do CO2 atmosférico.

No entanto, quando a água da chuva se encontra poluída com ácidos fortes, muito corrosivos, como

o ácido sulfúrico, H2SO4(aq), e o ácido nítrico, HNO3(aq), resultantes essencialmente das emissões para

a atmosfera (e posteriores reacções) de dióxido de enxofre, SO2, e de óxidos de azoto, NOx, o seu teor

em iões H+ é muitíssimo mais elevado. Este teor, sendo, em muitos casos, cerca de 100 vezes superior

ao que ocorre habitualmente, favorece ainda mais a reacção de corrosão do ferro.

A corrosão metálica não se limita, evidentemente, ao ferro, existindo muitos outros metais que sofrem

processos análogos de deterioração. A chuva ácida favorece muito a corrosão dos metais, constituindo,

assim, um tipo de poluição de efeitos altamente adversos.

Raymond Chang, Química, 8.ª ed., McGraw-Hill, 2005 (adaptado)

1.1. Com base na informação apresentada no texto, indique a espécie redutora envolvida na reacção decorrosão do ferro.

1.2. Com base na informação apresentada no texto, seleccione a alternativa que completa correctamentea frase seguinte.

Quando o CO2 atmosférico se dissolve na água da chuva, à temperatura de 25 ºC, …

(A) ... forma-se um ácido fraco, o ácido carbónico, H2CO3(aq), que confere à água da chuva um pHde cerca de 5,6.

(B) … forma-se um ácido forte, o ácido carbónico, H2CO3(aq), que confere à água da chuva um pHinferior a 5,6.

(C) … formam-se ácidos de força diferente, como o ácido carbónico, H2CO3(aq), e o ácido sulfúrico,

H2SO4(aq), que conferem à água da chuva um pH de cerca de 5,6.

(D) … formam-se apenas ácidos fortes, como o ácido sulfúrico, H2SO4(aq), e o ácido nítrico,

HNO3(aq), que conferem à água da chuva um pH muito inferior a 5,6.


1.3. Considere uma amostra A de água da chuva, que apresenta um valor de pH igual a 5,6, àtemperatura de 25 ºC.

Seleccione a alternativa que corresponde ao valor correcto de pH de uma amostra B de água dachuva, poluída, cuja concentração em iões H+ é 100 vezes maior do que a que existe na amostra A,à mesma temperatura.

(A) 2,0

(B) 2,6

(C) 3,6

(D) 7,6

1.4. Além do ferro, também outros metais sofrem processos de corrosão. Quando exposto a umaatmosfera húmida, o cobre sofre corrosão, formando um depósito de carbonato básico de cobre,Cu2(OH)2CO3 (M = 221,13 g mol–1), uma substância de cor esverdeada.

A reacção que ocorre pode ser traduzida pela seguinte equação química:

2 Cu(s) + H2O(�) + O2(g) + CO2(g) → Cu2(OH)2CO3(s)

Um tacho de cobre, de massa igual a 360,0 g, foi deixado ao ar, numa cozinha, durante um intervalo

de tempo considerável. Ao fim desse intervalo de tempo, verificou-se a formação de um depósito de

carbonato básico de cobre em toda a superfície metálica.

O depósito foi removido, seco e pesado, tendo-se determinado o valor de 12,7 g.

Calcule a percentagem, em massa, de cobre que sofreu corrosão.


2. O dióxido de enxofre, SO2, conhecido por ser um gás poluente, tem uma faceta mais simpática e,

certamente, menos conhecida: é usado na indústria alimentar, sob a designação de E220, como

conservante de frutos e de vegetais, uma vez que preserva a cor natural destes.

2.1. O dióxido de enxofre é um composto cujas unidades estruturais são constituídas por átomos de

enxofre, S, e de oxigénio, O.

Relativamente a estes átomos e tendo em conta a posição relativa dos respectivos elementos na

Tabela Periódica, seleccione a afirmação correcta.

(A) O conjunto de números quânticos (2, 1, 0, ½) pode caracterizar um dos electrões de valência

de qualquer dos átomos, no estado de energia mínima.

(B) Os electrões de valência de ambos os átomos, no estado de energia mínima, distribuem-se pelo

mesmo número de orbitais.

(C) Os electrões de valência de qualquer dos átomos, no estado de energia mínima, distribuem-se

por orbitais com � = 1 e com � = 2.

(D) As configurações electrónicas de ambos os átomos, no estado de energia mínima, diferem no

número de electrões de valência.


2.2. O dióxido de enxofre, SO2, e o oxigénio, O2, são duas substâncias com propriedades químicas

diferentes, sendo ambas gasosas nas condições ambientais de pressão e temperatura.

2.2.1. O gráfico da figura 1 traduz o modo como varia o volume, V, de uma amostra de um gás ideal

com a quantidade de substância, n, a pressão e temperatura constantes.

Fig. 1

Com base no gráfico, e admitindo que SO2 e O2 se comportam como gases ideais, seleccione

a alternativa que completa correctamente a frase seguinte.

Em duas amostras gasosas, uma de SO2 e outra de O2, nas mesmas condições de pressão

e temperatura, se os gases tiverem...

(A) ... volumes iguais, têm massas iguais.

(B) ... volumes iguais, têm a mesma densidade.

(C) … o mesmo número de moléculas, têm volumes iguais.

(D) … o mesmo número de moléculas, têm a mesma densidade.

2.2.2. Calcule o número de moléculas de SO2(g) que existem numa amostra de 50,0 cm3 desse gás,

em condições normais de pressão e temperatura (PTN).


2.3. O dióxido de enxofre reage com o oxigénio, de acordo com a seguinte equação química:

2 SO2(g) + O2(g) Þ 2 SO3(g) Kc = 208,3 (à temperatura T )

2.3.1. Considere que, à temperatura T, foram introduzidas, num recipiente com 1,0 L de capacidade,

0,8 mol de SO2(g), 0,8 mol de O2(g) e 2,6 mol de SO3(g).

Seleccione a alternativa que contém os termos que devem substituir as letras (a) e (b),

respectivamente, de modo a tornar verdadeira a afirmação seguinte.

Nas condições referidas, o quociente da reacção, Qc, é igual a _____(a) , o que permite concluir

que o sistema se irá deslocar no sentido _____(b) , até se atingir um estado de equilíbrio.

(A) ... 13,2 … inverso …

(B) … 0,076 … inverso …

(C) … 0,076 … directo …

(D) … 13,2 … directo …

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2.3.2. A figura 2 representa o modo como varia a percentagem de trióxido de enxofre, SO3(g),

formado, em equilíbrio, em função da temperatura, à pressão constante de 1 atm.

Fig. 2

Com base na variação observada no gráfico, justifique a seguinte afirmação.

A reacção é exotérmica no sentido directo.

3. Quando se estudam muitos dos movimentos que ocorrem perto da superfície terrestre, considera-se

desprezável a resistência do ar. É o que acontece, por exemplo, no caso das torres de queda livre

existentes em alguns parques de diversão.

Noutros casos, contudo, a resistência do ar não só não é desprezável, como tem uma importância

fundamental no movimento.

3.1. A figura 3 representa uma torre de queda livre que dispõe de um

elevador, E, onde os passageiros se sentam, firmemente amarrados. O

elevador, inicialmente em repouso, cai livremente a partir da posição A,

situada a uma altura h em relação ao solo, até à posição B. Quando

atinge a posição B, passa também a ser actuado por uma força de

travagem constante, chegando ao solo com velocidade nula.

Considere desprezáveis a resistência do ar e todos os atritos entre a

posição A e o solo.

3.1.1. Seleccione a alternativa que compara correctamente o valor da

energia potencial gravítica do sistema elevador / passageiros ++ Terra na posição B, EpB, com o valor da energia potencial

gravítica desse sistema na posição A, EpA.

(A)

(B)

(C)

(D) pB pAE E

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Fig. 3

3.1.2. Seleccione o gráfico que traduz a relação entre a energia mecânica, Em, e a altura em relação

ao solo, h, do conjunto elevador / passageiros, durante o seu movimento de queda entre as

posições A e B.

3.1.3. Seleccione a alternativa que completa correctamente a frase seguinte.

O trabalho realizado pela força gravítica que actua no conjunto elevador / passageiros,

durante o seu movimento de queda entre as posições A e B, é...

(A) ... negativo e igual à variação da energia potencial gravítica do sistema

elevador / passageiros + Terra.

(B) … positivo e igual à variação da energia potencial gravítica do sistema


(C) … negativo e simétrico da variação da energia potencial gravítica do sistema


(D) … positivo e simétrico da variação da energia potencial gravítica do sistema


3.1.4. O elevador foi dimensionado de modo a atingir a posição B com velocidade de módulo igual

a 30,3 m s–1.

Calcule a distância a que o ponto B se encontra do solo, sabendo que o módulo da

aceleração do elevador, entre essas posições, é igual a 20 m s–2.

Considere o referencial de eixo vertical, com origem no solo, representado na figura 3, e

recorra exclusivamente às equações que traduzem o movimento, y(t) e v (t).


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1�2 1�2


3.2. Um exemplo de movimento em que a resistência do ar não é desprezável é o movimento de queda

de um pára-quedista.

O gráfico da figura 4 representa o módulo da velocidade de um pára-quedista, em queda vertical, em

função do tempo. Considere que o movimento se inicia no instante t = 0 s e que o pára-quedas é

aberto no instante t2.

Fig. 4

Classifique como verdadeira (V) ou falsa (F) cada uma das afirmações seguintes.

(A) No intervalo de tempo [0, t1] s, o módulo da aceleração do pára-quedista é constante.

(B) No intervalo de tempo [t1, t2] s, a resultante das forças que actuam no pára-quedista é nula.

(C) No intervalo de tempo [t2, t3] s, o módulo da aceleração do pára-quedista é igual a 10 m s–2.

(D) No intervalo de tempo [0, t1] s, a intensidade da resistência do ar aumenta, desde zero até um

valor igual ao do peso do conjunto pára-quedista / pára-quedas.

(E) No intervalo de tempo [t2, t3] s, a resultante das forças que actuam no conjunto pára--quedista / pára-quedas tem sentido contrário ao do movimento do pára-quedista.

(F) No intervalo de tempo [t1, t2] s, a energia cinética do conjunto pára-quedista / pára-quedasmantém-se constante.

(G) No intervalo de tempo [0, t1] s, há conservação da energia mecânica do sistema pára-quedista /

/ pára-quedas + Terra.

(H) No intervalo de tempo [t3, t4] s, o pára-quedista encontra-se parado.

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4. As radiações electromagnéticas têm actualmente uma vasta gama de aplicações tecnológicas, que

incluem sistemas de aquecimento, produção de energia eléctrica e telecomunicações.

4.1. Seleccione a alternativa que completa correctamente a frase seguinte.

Um painel fotovoltaico é um dispositivo que tem por objectivo produzir...

(A) ... energia eléctrica a partir de radiação electromagnética.

(B) ... calor a partir de energia eléctrica.

(C) … radiação electromagnética a partir de energia eléctrica.

(D) … calor a partir de radiação electromagnética.

4.2. A figura 5 representa duas garrafas de vidro, iguais, pintadas com o mesmo tipo de tinta, mas de cor

diferente: a garrafa A foi pintada com tinta branca, enquanto a garrafa B foi pintada com tinta preta.

As garrafas foram fechadas com uma rolha atravessada por um termómetro e colocadas ao Sol,

numa posição semelhante, durante um mesmo intervalo de tempo.

Indique, justificando, em qual das garrafas se terá observado uma maior variação de temperatura,

durante o referido intervalo de tempo.

Fig. 5

4.3. O desenvolvimento das fibras ópticas, na segunda metade do século XX, revolucionou a tecnologia

de transmissão de informação.

4.3.1. Uma fibra óptica é constituída por um filamento de vidro ou de um material polimérico

(núcleo), coberto por um revestimento de índice de refracção diferente. A luz incide numa

extremidade da fibra, segundo um ângulo adequado, e é guiada ao longo desta, quase sem

atenuação, até à outra extremidade.

Escreva um texto no qual faça referência aos seguintes tópicos:

• uma das propriedades do material do núcleo da fibra óptica, que permite que a luz seja

guiada no seu interior, quase sem atenuação;

• o fenómeno em que se baseia a propagação da luz no interior da fibra óptica;

• as condições em que esse fenómeno ocorre.

� �


4.3.2. Nas comunicações por fibras ópticas utiliza-se frequentemente luz laser.

A figura 6 representa um feixe de laser, muito fino, que se propaga no ar e incide na superfície

de um vidro.

Tendo em conta a situação descrita, seleccione a

alternativa correcta.

(A) O ângulo de incidência é de 30º.

(B) O ângulo de incidência é de 55º.

(C) O ângulo de refracção é de 60º.

(D) O ângulo de refracção é de 35º.

5. O conhecimento de propriedades físicas, como a capacidade térmica mássica e a condutividade térmica,

é fundamental quando se analisam situações que envolvem transferências de energia sob a forma de calor.

Numa fábrica, pretende-se escolher um material adequado ao fabrico de um recipiente que, quando

colocado sobre uma chama, permita aquecer, rapidamente, um líquido nele contido.

5.1. Tendo em conta a situação descrita, seleccione a alternativa que completa correctamente a frase

seguinte.

Para fabricar esse recipiente, deve escolher-se um material que tenha...

(A) ... elevada capacidade térmica mássica e elevada condutividade térmica.

(B) ... elevada capacidade térmica mássica e baixa condutividade térmica.

(C) ... baixa capacidade térmica mássica e elevada condutividade térmica.

(D) ... baixa capacidade térmica mássica e baixa condutividade térmica.

5.2. Para escolher o material a utilizar, realizaram-se diversos ensaios, usando blocos de diversos

materiais, de massa 1,30 kg, e uma fonte de aquecimento que fornecia, a cada um desses blocos,

2,50 × 103 J em cada minuto.

O gráfico da figura 7 representa o modo como variou a temperatura de um desses blocos, em função

do tempo de aquecimento.

Calcule a capacidade térmica mássica do material constituinte desse bloco.


Fig. 7

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Fig. 6

6. A determinação experimental de algumas propriedades físicas permite identificar substâncias e avaliar oseu grau de pureza.Com o objectivo de identificar a substância constituinte de umcubo maciço e homogéneo, um grupo de alunos fez:

• três medições da massa, m, do cubo, usando uma balança

digital;

• três medições do comprimento, �, da aresta do cubo, usando

uma craveira.

Os alunos registaram numa tabela (tabela 1) os valores de massa medidos com a balança.

A partir das três medições do comprimento da aresta do cubo, os alunos concluíram que o valor mais

provável desse comprimento é � = 1,40 cm.

6.1. Seleccione a alternativa que corresponde ao valor mais provável da massa do cubo.

(A) 21,39 g

(B) 21,40 g

(C) 21,41 g

(D) 21,42 g

6.2. Identifique, com base nos resultados experimen-

tais obtidos pelos alunos, qual das substâncias

indicadas na tabela 2, é provável que seja a que

constitui o cubo.


6.3. Tendo em conta a experiência realizada pelos

alunos, seleccione a alternativa que contém os

termos que devem substituir as letras (a) e (b),

respectivamente, de modo a tornar verdadeira a

afirmação seguinte.

Os alunos fizeram uma determinação _____(a) da massa do cubo e uma determinação _____(b) do seu

volume.

(A) ... directa … directa …

(B) … directa … indirecta …

(C) … indirecta … directa …

(D) … indirecta … indirecta …

FIM


Massa / g

1.ª medição 21,43



Tabela 1

Tabela 2

Substância Densidade a 20 ºC / g cm–3

magnésio 1,74

alumínio 2,70

ferro 7,87

cobre 8,93

chumbo 11,34

platina 21,45

COTAÇÕES

1.

1.1. .................................................................................................................................................... 5 pontos

1.2. .................................................................................................................................................... 5 pontos

1.3. .................................................................................................................................................... 5 pontos

1.4. .................................................................................................................................................... 20 pontos

2.

2.1. .................................................................................................................................................... 5 pontos

2.2.

2.2.1. ........................................................................................................................................ 5 pontos2.2.2. ........................................................................................................................................ 10 pontos

2.3.

2.3.1. ........................................................................................................................................ 5 pontos2.3.2. ........................................................................................................................................ 10 pontos

3.

3.1.

3.1.1. ........................................................................................................................................ 5 pontos3.1.2. ........................................................................................................................................ 5 pontos3.1.3. ........................................................................................................................................ 5 pontos3.1.4. ........................................................................................................................................ 20 pontos

3.2. .................................................................................................................................................... 10 pontos

4.

4.1. .................................................................................................................................................... 5 pontos

4.2. .................................................................................................................................................... 10 pontos

4.3.

4.3.1. ........................................................................................................................................ 20 pontos4.3.2. ........................................................................................................................................ 5 pontos

5.

5.1. .................................................................................................................................................... 5 pontos

5.2. .................................................................................................................................................... 10 pontos

6.

6.1. .................................................................................................................................................... 5 pontos

6.2. .................................................................................................................................................... 20 pontos

6.3. .................................................................................................................................................... 5 pontos

___________

TOTAL .................................................................. 200 pontos






2008COTAÇÕES

1.

1.1. .............................................................................................................................. 5 pontos1.2. .............................................................................................................................. 5 pontos1.3. .............................................................................................................................. 5 pontos1.4. .............................................................................................................................. 20 pontos

2.

2.1. .............................................................................................................................. 5 pontos2.2.

2.2.1. ................................................................................................................... 5 pontos2.2.2. ................................................................................................................... 10 pontos

2.3.

2.3.1. ................................................................................................................... 5 pontos2.3.2. ................................................................................................................... 10 pontos

3.

3.1.

3.1.1. ................................................................................................................... 5 pontos3.1.2. ................................................................................................................... 5 pontos3.1.3. ................................................................................................................... 5 pontos3.1.4. ................................................................................................................... 20 pontos

3.2. .............................................................................................................................. 10 pontos

4.

4.1. .............................................................................................................................. 5 pontos4.2. .............................................................................................................................. 10 pontos4.3.

4.3.1. ................................................................................................................... 20 pontos4.3.2. ................................................................................................................... 5 pontos

5.

5.1. .............................................................................................................................. 5 pontos5.2. .............................................................................................................................. 10 pontos

6.

6.1. .............................................................................................................................. 5 pontos6.2. .............................................................................................................................. 20 pontos6.3. .............................................................................................................................. 5 pontos

___________

TOTAL ............................................. 200 pontos





A ausência de indicação inequívoca da versão da prova, Versão 1 ou Versão 2, implica a classificação comzero pontos das respostas aos itens de escolha múltipla e de verdadeiro/falso.


As respostas em que é assinalada a alternativa correcta são classificadas com a cotação total do item. Asrespostas incorrectas são classificadas com zero pontos. Não há lugar a classificações intermédias.

As respostas nas quais são assinaladas mais do que uma opção de resposta (ainda que nelas esteja incluídaa opção correcta) são classificadas com zero pontos.


As respostas correctas são classificadas com a cotação total do item. As respostas incorrectas sãoclassificadas com zero pontos. Não há lugar a classificações intermédias.



Itens de resposta fechada de verdadeiro/falso


As respostas em que todas as afirmações sejam identificadas como verdadeiras ou como falsas sãoclassificadas com zero pontos.


Os critérios de classificação dos itens de resposta aberta apresentam-se organizados por níveis dedesempenho. A cada nível de desempenho corresponde uma dada pontuação.

As respostas, desde que correctas, podem não apresentar exactamente os termos e/ou as expressõesconstantes dos critérios específicos de classificação, desde que a linguagem usada em alternativa sejaadequada e rigorosa.






Nos itens de resposta aberta extensa e que impliquem a produção de um texto, a classificação a atribuirtraduz a avaliação simultânea das competências específicas da disciplina e das competências decomunicação escrita em língua portuguesa.

A avaliação das competências de comunicação escrita em língua portuguesa contribui para valorizar aclassificação atribuída ao desempenho no domínio das competências específicas da disciplina. Esta


valorização é cerca de 10% da cotação do item e faz-se de acordo com os níveis de desempenho descritosno quadro seguinte:

A valorização correspondente ao desempenho no domínio da comunicação escrita em língua portuguesa sóserá atribuída aos tópicos que apresentem correcção científica.

Assim, no caso de a resposta não atingir o nível 1 de desempenho no domínio específico da disciplina, aclassificação a atribuir é zero pontos. Neste caso, não é classificado o desempenho no domínio dacomunicação escrita em língua portuguesa.


Nos itens de cálculo de uma (ou mais) grandeza(s) a classificação a atribuir decorre do enquadramentosimultâneo em níveis de desempenho relacionados com a consecução das etapas necessárias à resoluçãodo item, de acordo com os critérios específicos de classificação, e em níveis de desempenho relacionadoscom o tipo de erros cometidos.

Os níveis de desempenho, relacionados com o tipo de erros cometidos, correspondem aos descritoresapresentados no quadro seguinte:




Nível Descritor





Nível Descritor

3

Composição bem estruturada, com utilização de terminologia científica adequada, sem erros

de sintaxe, de pontuação e/ou de ortografia, ou com erros esporádicos, cuja gravidade não

implique perda de inteligibilidade e/ou rigor de sentido.

2

Composição razoavelmente estruturada, com utilização ocasional de terminologia científica

não adequada, e/ou com alguns erros de sintaxe, de pontuação e/ou de ortografia, cuja

gravidade não implique perda de inteligibilidade e/ou de sentido.

1

Composição sem estruturação aparente e/ou com utilização de terminologia científica não

adequada, e/ou com a presença de erros graves de sintaxe, de pontuação e/ou de ortografia,

cuja gravidade implique perda frequente de inteligibilidade e/ou de sentido.




























classificação.



1.1. ................................................................................................................................................ 5 pontos

Fe ou ferro.

1.2. Versão 1 – (A); Versão 2 – (B) .............................................................................................. 5 pontos


1.4. ................................................................................................................................................ 20 pontos


• Calcula a quantidade de Cu2(OH)2CO3 formada (n = 0,05743 mol).

• A partir da estequiometria da reacção (2 mol Cu : 1 mol Cu2(OH)2CO3), determina a quantidade de

cobre que reagiu (n = 0,1149 mol).

• Calcula a massa correspondente (m = 7,30 g) e expressa o resultado em percentagem (m/m) (2,03%).




2.2.1. Versão 1 – (C); Versão 2 – (C) ........................................................................................... 5 pontos

2.2.2. ............................................................................................................................................. 10 pontos


• Calcula a quantidade de SO2(g) que existe na amostra de 50,0 cm3 (n = 2,232 × 10–3 mol).

• Calcula o número de moléculas de SO2(g) que existem na amostra (1,34 × 1021 moléculas).







Níveis*

4 3 2 1

Nív







Níveis*

4 3 2 1

Nív

eis






2.3.2. ............................................................................................................................................ 10 pontos


• O gráfico mostra que a percentagem de SO3(g) formado diminui à medida que a temperaturaaumenta, o que significa que um aumento de temperatura favorece a reacção inversa.

• De acordo com o Princípio de Le Châtelier, o aumento de temperatura favorece a reacçãoendotérmica concluindo-se, assim, que a reacção é exotérmica no sentido directo.


3.1.1. Versão 1 – (A); Versão 2 – (C) ........................................................................................... 5 pontos

3.1.2. Versão 1 – (D); Versão 2 – (A) ........................................................................................... 5 pontos

3.1.3. Versão 1 – (D); Versão 2 – (A) ........................................................................................... 5 pontos

3.1.4. ............................................................................................................................................. 20 pontos


• De acordo com o referencial apresentado, considera sinais algébricos correctos para vB (–30,3 ms–1)e para a (20 ms–2).

• Utilizando a equação v(t) e identificando o valor da velocidade inicial, v0 , com o valor da velocidadena posição B, vB , calcula o tempo de travagem do elevador (t = 1,52 s).

• Utilizando a equação y (t), calcula a distância a que o ponto B se encontra do solo (23 m).







Níveis*

4 3 2 1

Nív

eis





(pontos)




3.2. Versão 1: Verdadeiras – (B), (D), (E), (F); Falsas – (A), (C), (G), (H) .................................. 10 pontosVersão 2: Verdadeiras – (A), (B), (F), (G); Falsas – (C), (D), (E), (H)


4.2. ................................................................................................................................................ 10 pontos


• Ocorre uma maior variação de temperatura na garrafa B.

• As superfícies negras absorvem melhor a radiação solar do que as superfícies brancas.


4.3.1. .............................................................................................................................................. 20 pontos

A resposta deve contemplar os seguintes tópicos:

• O material do núcleo da fibra óptica deve apresentar elevada transparência (ou baixa capacidade deabsorção da luz) ou o material do núcleo da fibra óptica deve apresentar elevado índice de refracção.

• A luz propaga-se no interior da fibra óptica porque ocorre reflexão total.

• O fenómeno da reflexão total ocorre quando o índice de refracção do núcleo é superior ao dorevestimento e quando o ângulo segundo o qual a luz incide na superfície de separação núcleo--revestimento é superior ao ângulo crítico.







Níveis*

1 2 3

Nív

eis

3 A resposta contempla os três tópicos solicitados. 18 19 20

2 A resposta contempla dois dos tópicos solicitados. 12 13 14

1 A resposta contempla apenas um dos tópicos solicitados. 6 7 8


(pontos)



Número de afirmações assinaladas correctamenteClassificação

(pontos)

7 ou 8 10

5 ou 6 7

3 ou 4 3

0 ou 1 ou 2 0




5.2. ................................................................................................................................................ 10 pontos


• Considera valores coerentes de variação de temperatura e de energia fornecida ao bloco (referidosa um mesmo intervalo de tempo).

• Calcula o valor da capacidade térmica mássica do material constituinte do bloco (c = 3,8 × 102 J kg–1 ºC–1).




6.2. ................................................................................................................................................ 20 pontos


• Calcula o valor do volume do cubo (V = 2,744 cm3).

• Usando o valor mais provável da massa do cubo, calcula o valor da densidade do materialconstituinte do cubo (ρ= 7,80 g cm–3).

Nota: aceita-se que o examinando utilize, como valor da massa do cubo, qualquer um dos valores apresentado como

alternativa no item 6.1.

• Identifica a substância constituinte do cubo (ferro).








Níveis*

4 3 2 1

Nív

eis








Níveis*

4 3 2 1

Nív




PROVA 715/16 Págs.


11.º ou 12.º Ano de Escolaridade

(Decreto-Lei n.º 74/2004, de 26 de Março)

Duração da prova: 120 minutos 1.ª FASE

2007

PROVA ESCRITA DE FÍSICA E QUÍMICA A

V.S.F.F.

715.V1/1

VERSÃO 1

Na sua folha de respostas, indique claramente a

versão da prova.

A ausência dessa indicação implica a anulação de

todos os itens de escolha múltipla e de

verdadeiro/falso.

Nos itens de escolha múltipla

– Indique, claramente, na sua folha de respostas, o NÚMERO do item

e a LETRA da alternativa pela qual optou.

– É atribuída a classificação de zero pontos às respostas em que

apresente:

• mais do que uma opção (ainda que nelas esteja incluída a opção

correcta);

• o número e/ou a letra ilegíveis.

– Em caso de engano, este deve ser riscado e corrigido, à frente, de

modo bem legível.

Nos itens em que seja solicitada a escrita de um texto, a classificação

das respostas contempla aspectos relativos aos conteúdos, à

organização lógico-temática e à terminologia científica.

Nos itens em que seja solicitado o cálculo de uma grandeza, deverá

apresentar todas as etapas de resolução, ou seja, todos os

raciocínios que tiver efectuado.

Os dados imprescindíveis à resolução de alguns itens específicos são

indicados no final do seu enunciado, nos gráficos, nas figuras ou nas

tabelas que lhes estão anexas ou, ainda, na Tabela de Constantes e no

Formulário.

Identifique claramente os itens a que responde.

Utilize apenas caneta ou esferográfica de tinta azul ou preta.

É interdito o uso de «esferográfica-lápis» e de corrector.

As cotações da prova encontram-se na página 16.

A prova inclui na página 3 uma Tabela de Constantes, nas páginas 3, 4 e

5 um Formulário e na página 6 uma Tabela Periódica.

Pode utilizar máquina de calcular gráfica.

715.V1/2

CONSTANTES

FORMULÁRIO

• Concentração de solução ......................................................................... c =

n – quantidade de substância (soluto)


• Quantidade de substância ......................................................................... n =

M – massa molar

m – massa

• Massa volúmica .......................................................................................... ρ =

m – massa

V – volume

• Número de partículas ................................................................................. N = n NA

n – quantidade de substância

NA – constante de Avogadro

• Volume molar de um gás .......................................................................... Vm =

V – volume do gás

n – quantidade de substância do gás

• Relação entre pH e a concentração de H3O+........................................... pH = –log Ö[H3O

+] / mol dm

–3×

• Conversão da temperatura

(de grau Celsius para kelvin) .................................................................... T / K = θ / ºC + 273,15

(de grau Fahrenheit para grau Celsius) .................................................. θ / ºC = (θ / ºF – 32)

T – temperatura absoluta

θ – temperatura

• Efeito fotoeléctrico .................................................................................... Einc = W + Ecin

Einc – energia da radiação incidente no metal

W – energia para remover um electrão do metal

Ecin – energia cinética do electrão removido

5–—9

V–—n

m–—V

m–—M

n–—V

Velocidade de propagação da luz no vácuo c = 3,00 × 108

m s–1

Módulo da aceleração gravítica de um corpo

junto à superfície da Terrag = 10 m s

–2

Massa da Terra MT = 5,98 × 1024

kg

Constante da Gravitação Universal G = 6,67 × 10–11

N m2

kg–2

Constante de Avogadro NA = 6,02 × 1023

mol–1

Constante de Stefan-Boltzmann σ = 5,67 × 10–8

W m–2

K– 4


Volume molar de um gás (PTN) Vm = 22,4 dm3

mol–1

V.S.F.F.

715.V1/3

• Energia eléctrica fornecida por um gerador

durante o intervalo de tempo ∆t ................................................................ E = I U ∆tI – intensidade da corrente eléctrica no gerador

U – diferença de potencial entre os terminais do gerador

• Comprimento de onda................................................................................ λ =



• Lei de Stefan-Boltzmann ............................................................................ P = e σ AT4


e – emissividade do material de que é constituído o corpo




• 1.ª Lei da Termodinâmica........................................................................... ∆ U = W + Q + R∆ U – variação da energia interna do sistema

W – energia transferida para fora do sistema ou recebida do exterior como trabalho

Q – energia transferida para fora do sistema ou recebida do exterior como calor

R – energia transferida para fora do sistema ou recebida do exterior como radiação

• Trabalho de uma força constante, F→→

, cujo ponto

de aplicação se desloca de uma distância, d,

numa trajectória rectilínea que faz um ângulo αα

com a direcção da força ........................................................................... W = F d cos α

• Teorema da energia cinética......................................................................

– soma dos trabalhos das forças que actuam num

corpo, num determinado intervalo de tempo

∆Ecin – variação da energia cinética do corpo no mesmo

intervalo de tempo

• Lei de acção e reacção .............................................................................. F→

A,B = –F→

B,A

F→

A,B – força exercida pelo corpo A no corpo B

F→

B,A – força exercida pelo corpo B no corpo A

• Módulo da força gravítica exercida pela massa

pontual m1 (m2) na massa pontual m2 (m1).............................................. Fg = GG – constante da gravitação universal

d – distância entre as duas massas

• 2.ª Lei de Newton ........................................................................................ F→

= m a→

F→

– resultante das forças que actuam num corpo de massa ma→ – aceleração do centro de massa do corpo

• Força eléctrica exercida num corpo com carga eléctrica q,

num ponto em que existe um campo eléctrico E→→

.................................. F→

= q E→

• Fluxo magnético que atravessa uma superfície de

área A em que existe um campo magnético uniforme B→→

.....................

θ – ângulo entre a direcção do campo e a direcção perpendicular à superfície

θΦ = BAm

cos

m1 m2–—–—d2

∑Wi

i

= ∆∑ i cin

i

W E

v–—

f

715.V1/4

• Força electromotriz induzida numa espira metálica

atravessada por um fluxo magnético ΦΦm ................................................ |ε i| =

• Lei de Snell para a refracção ..................................................................... = n21

i – ângulo de incidência

r – ângulo de refracção

n21 – razão dos índices de refracção, respectivamente, do meio em que

se dá a refracção e do meio em que se dá a incidência

• Equações do movimento unidimensional com aceleração constante

v = v0 + at

x = x0 + v0t + 1_ at 2

2

v 2= v0

2+ 2a (x – x0)

x = x0 + 1_

(v0 + v) t2

x – posição; v – velocidade;

a – aceleração; t – tempo

sin i–—–sin r

|∆Φm|–——∆t

V.S.F.F.

715.V1/5

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715.V1/6


Os cientistas não têm dúvidas: o Sol morrerá. Mas podemos estar descansados

– só daqui a cerca de cinco mil milhões de anos é que a nossa estrela se

transformará numa imensa nebulosa planetária. Antes disso, irá expandir-se, com

diminuição da temperatura da sua parte mais superficial, dando origem a uma

gigante vermelha. Neste processo, a temperatura no interior da estrela aumentará

de tal modo que permitirá que, a partir da fusão nuclear de átomos de hélio, se

produza carbono e oxigénio.

No final das suas vidas, as estrelas gigantes vermelhas tornam-se instáveis e

ejectam as suas camadas exteriores de gás, formando então as chamadas

nebulosas planetárias.

Visão, n.º 729, 2006, p.81 (adaptado)

1.1. Explique em que consiste uma reacção de fusão nuclear como a que é referida no texto.

1.2. A cor de uma estrela indica-nos a sua temperatura superficial, existindo uma relação de

proporcionalidade inversa entre a temperatura de um corpo e o comprimento de onda para o

qual esse corpo emite radiação de máxima intensidade.

Seleccione a opção que contém os termos que devem substituir as letras (a), (b) e (c),


Se, no espectro contínuo de uma estrela predominar a cor _____(a) e, no espectro de uma outra

estrela predominar a cor _____(b) , então a primeira terá uma _____(c) temperatura superficial.

(A) ... vermelha… azul… maior…

(B) … amarela… vermelha… menor…

(C) … azul… vermelha… maior…

(D) … violeta… vermelha… menor…

V.S.F.F.

715.V1/7

2. A Terra possui uma atmosfera que é maioritariamente constituída por uma solução gasosa com

vários componentes, como o dióxido de carbono e o vapor de água, que, embora não sendo

predominantes, são cruciais para a existência de vida na Terra.

No entanto, o aumento exagerado do teor de CO2 atmosférico, a destruição da camada de ozono

e a qualidade da água que circula na atmosfera e cai sobre a superfície terrestre são problemas

graves, interligados e resultantes, principalmente, da actividade humana.

2.1. O dióxido de carbono, CO2 (M = 44,0 g mol–1

), é o componente minoritário de maior concen-

tração no ar atmosférico.

Considere V o volume de uma amostra de ar, m a massa de CO2 nela contida e Vm o volume

molar de um gás.

Seleccione a alternativa que permite calcular a percentagem em volume de dióxido de

carbono no ar atmosférico.

× Vm

(A) %(V/V) = × 100

(B) %(V/V) = × 100

× V

(C) %(V/V) = × 100

× Vm

(D) %(V/V) = × 100

2.2. O problema da destruição da camada de ozono tem vindo a assumir cada vez maior

relevância, tendo-se tornado um motivo de preocupação universal.

Descreva, num texto, como os CFC provocam a diminuição da camada de ozono, referindo as

transformações químicas que ocorrem nesse processo.

––––––––––V

44–—m

––––––––––Vm

44–—m

––––––––––V × Vm

m–—44

––––––––––V

m–—44

715.V1/8

2.3. As moléculas de água, H2O, e de dióxido de carbono, CO2, têm estruturas bem definidas, a

que correspondem propriedades físicas e químicas distintas.


(A) Na molécula de CO2, existem quatro pares de electrões não ligantes.

(B) Na molécula de H2O, existem dois pares de electrões partilhados.

(C) As duas moléculas (H2O e CO2) apresentam geometria linear.

(D) Na molécula de H2O, existe um par de electrões não ligantes.

(E) Na molécula de CO2, as ligações carbono-oxigénio têm diferentes comprimentos.

(F) O ângulo de ligação, na molécula de H2O, é superior ao ângulo de ligação, na molécula

de CO2.

(G) Na molécula de H2O, existem quatro electrões ligantes e quatro não ligantes.

(H) Na molécula de CO2, nem todos os electrões de valência são ligantes.

2.4. As moléculas de água e de dióxido de carbono são constituídas, no seu conjunto, por átomos

de hidrogénio, carbono e oxigénio.

Seleccione a afirmação CORRECTA.

(A) A configuração electrónica do átomo de oxigénio no estado de energia mínima é 1s2

2s2

2p6.

(B) O raio do átomo de oxigénio é superior ao raio do átomo de carbono.

(C) A primeira energia de ionização do oxigénio é superior à do carbono.

(D) O raio do átomo de oxigénio é superior ao raio do anião O2–

.

V.S.F.F.

715.V1/9

2.5. No âmbito de um projecto sobre chuva ácida, foram medidos, a uma mesma temperatura, os

valores de pH de duas amostras de água da chuva: uma amostra da água que pingava das

agulhas de um pinheiro e outra, da água que escorria pelo tronco. Os valores obtidos estão

indicados na figura 1.

Fig. 1

2.5.1. Com base na informação dada, seleccione a afirmação CORRECTA.

(A) A água da chuva recolhida junto às agulhas do pinheiro é mais ácida do que a água

recolhida junto ao tronco.

(B) A água da chuva recolhida junto ao tronco do pinheiro tem menor valor de pOH do

que a água recolhida junto às agulhas.

(C) A água da chuva recolhida junto ao tronco do pinheiro tem menor concentração de

iões H3O+

do que a água recolhida junto às agulhas.

(D) A água da chuva recolhida junto às agulhas do pinheiro e a água da chuva

recolhida junto ao tronco apresentam igual valor de Kw.

2.5.2. Para confirmar o valor do pH da amostra de água da chuva recolhida junto ao tronco

do pinheiro, titulou-se um volume de 100,0 mL daquela amostra com uma solução

aquosa de concentração 0,005 mol dm–3

em hidróxido de sódio, NaOH(aq).

Calcule o volume de titulante que se gastaria até ao ponto de equivalência, admitindo

que se confirmava o valor de pH da solução titulada.


715.V1/10

2.5.3. Uma das substâncias que contribuem para aumentar a acidez da água das chuvas é o

dióxido de enxofre, SO2, que, reagindo com o oxigénio atmosférico, se transforma em

trióxido de enxofre, SO3. Além de se dissolver, este composto reage com a água que

circula na atmosfera, formando soluções diluídas de ácido sulfúrico, o que constitui um

dos processos de formação da «chuva ácida».

Seleccione a alternativa que traduz correctamente a variação do número de oxidação

do enxofre (S) na referida reacção de formação do trióxido de enxofre.

(A) +2 para +6

(B) +3 para 0

(C) +4 para +6

(D) +6 para +3

3. Numa instalação solar de aquecimento de água, a energia da radiação solar absorvida na superfície

das placas do colector é transferida sob a forma de calor, por meio de um fluido circulante, para a

água contida num depósito, como se representa na figura 2.

A variação da temperatura da água no depósito resultará do balanço entre a energia absorvida e

as perdas térmicas que ocorrerem.

3.1. Numa instalação solar de aquecimento de

água para consumo doméstico, os colec-

tores solares ocupam uma área total de

4,0 m2. Em condições atmosféricas

adequadas, a radiação solar absorvida por

estes colectores é, em média, 800 W / m2.

Considere um depósito, devidamente

isolado, que contém 150 kg de água.

Verifica-se que, ao fim de 12 horas, durante

as quais não se retirou água para consumo,

a temperatura da água do depósito

aumentou 30 ºC.

Calcule o rendimento associado a este

sistema solar térmico.


c (capacidade térmica mássica da água) = 4,185 kJ kg–1 ºC–1

3.2. Numa instalação solar térmica, as perdas de energia poderão ocorrer de três modos:

condução, convecção e radiação.

Explique em que consiste o mecanismo de perda de energia térmica por condução.

V.S.F.F.

715.V1/11

"$%��"��

��"��

��& ��

'($��)$��

'($��*��

Fig. 2

4. A queda de um corpo abandonado, próximo da superfície terrestre, foi um dos primeiros

movimentos que os sábios da Antiguidade tentaram explicar. Mas só Galileu, já no séc. XVII,

estudou experimentalmente o movimento de queda dos graves e o lançamento de projécteis.

Observe com atenção a figura 3, que mostra uma esfera a cair em duas situações:

Fig. 3

Na situação I, a esfera, inicialmente em repouso, é colocada no ponto A, deslizando sem atrito

sobre a calha, até ao ponto B. No ponto B, abandona a calha, descrevendo um arco de parábola

até ao ponto C.

Na situação II, a esfera é abandonada no ponto E, caindo na vertical da mesma altura, h.

Em qualquer das situações, considere o sistema de eixos de referência representado na figura, com

origem no solo, desprezando o efeito da resistência do ar.

4.1. Considere a situação I representada na figura 3.

Determine a altura H, considerando que as distâncias BD e DC são iguais a 20,0 m.


4.2. Considere a situação II representada na figura 3.

4.2.1. Seleccione o gráfico que traduz correctamente a variação da energia potencial

gravítica, Ep, da esfera, em função do tempo de queda, t, até atingir o solo.

4.2.2. Seleccione a alternativa que permite calcular o módulo da velocidade com que a esfera

atinge o solo.

(A)

(B)

(C) 2

(D)2

gh

gh

2gh

2g h

1�2

�&

��

1�2

�&

��

1�2

�&

��

1�2

�&

��

�

�

��34 � ��34 �

+

,

�

�

- .

/

��

715.V1/12

4.2.3. Seleccione a alternativa que apresenta os gráficos que traduzem correctamente a

variação dos valores da velocidade, v, e da aceleração, a, em função do tempo, t,durante o movimento de queda da esfera.

�

� �

1�2

�

� �0��

�

� �

�

� �0��

�

� �

�

� �

��

�

� �

��

�

� �

1�2

1�2 1�2

V.S.F.F.

715.V1/13

4.3. Considere os tempos de permanência da esfera no ar, t1 e t2, respectivamente nas situações I e II.

Seleccione a alternativa que estabelece a relação correcta entre esses tempos.

(A) t1 = 2 t2

(B) t1 = t2

(C) t1 = t2

(D) t2 = 10 t1

5. Nas comunicações a longas distâncias, a informação é transmitida através de radiações

electromagnéticas que se propagam, no vazio, à velocidade da luz.

5.1. Um dos suportes mais eficientes na transmissão de informação a longas distâncias é

constituído pelas fibras ópticas.

5.1.1. Seleccione a alternativa que completa correctamente a frase seguinte.

O princípio de funcionamento das fibras ópticas baseia-se no fenómeno da…

(A) … refracção da luz.

(B) … reflexão parcial da luz.

(C) … difracção da luz.

(D) … reflexão total da luz.

5.1.2. Num determinado tipo de fibra óptica, o núcleo tem um índice de refracção de 1,53, e

o revestimento possui um índice de refracção de 1,48.

Seleccione a alternativa que permite calcular o ângulo crítico, θc, para este tipo de fibra

óptica.

(A) =

(B) =

(C) = 1,53 × 1,48

(D) = 1,53 × 1,48sin 90º———–

sin θc

sin θc———–sin 90º

1,53——1,48

sin 90º———–

sin θc

1,53——1,48

sin θc———–sin 90º

1—2

715.V1/14

5.2. As microondas constituem um tipo de radiação electromagnética muito utilizado nas

telecomunicações.

Indique duas propriedades das microondas que justificam a utilização deste tipo de radiação

nas comunicações via satélite.

6. O amoníaco, NH3, obtém-se industrialmente através do processo de Haber-Bosch, fazendo reagir,

em condições apropriadas, hidrogénio e azoto gasosos. Este processo de formação do amoníaco

ocorre em sistema fechado, em condições de pressão e temperatura constantes, na presença de

um catalisador, de acordo com o equilíbrio representado pela seguinte equação química:

3 H2(g) + N2(g) Ý 2 NH3 (g)

6.1. O gráfico representado na figura 4 traduz a variação do valor da constante de equilíbrio, Kc,

para aquela reacção, em função da temperatura, T, no intervalo de 700 K a 1000 K.

Fig. 4

Com base na informação dada pelo gráfico, seleccione a afirmação CORRECTA.

(A) O aumento de temperatura favorece o consumo de H2(g) e N2(g).

(B) A diminuição de temperatura aumenta o rendimento da reacção.

(C) A constante de equilíbrio da reacção é inversamente proporcional à temperatura.

(D) A reacção evolui no sentido inverso se se diminuir a temperatura.

6.2. O sulfato de tetraminocobre(II) mono-hidratado, [Cu(NH3)4] SO4.H2O, (M = 245,6 g mol

–1), é

um sal complexo, obtido a partir da reacção entre o sulfato de cobre(II) penta-hidratado,

CuSO4.5 H2O, e o amoníaco. Esta reacção é descrita pela seguinte equação química:

CuSO4.5 H2O(s) + 4 NH3(aq) → [Cu(NH3)4] SO4

.H2O(s) + 4 H2O(�)

A 8,0 mL de uma solução aquosa de amoníaco de concentração 15,0 mol dm–3

adicionaram-

-se 0,02 mol de sulfato de cobre penta-hidratado.

Calcule a massa de sal complexo que se formaria, admitindo que a reacção é completa.


FIM

��

��

��

��

��

��

��

�� 123

��

V.S.F.F.

715.V1/15

COTAÇÕES

1.

1.1. ......................................................................................................................................... 10 pontos

1.2. ......................................................................................................................................... 8 pontos

2.

2.1. ......................................................................................................................................... 8 pontos

2.2. ......................................................................................................................................... 12 pontos

2.3. ......................................................................................................................................... 10 pontos

2.4. ......................................................................................................................................... 8 pontos

2.5.

2.5.1. ............................................................................................................................. 8 pontos

2.5.2. ............................................................................................................................. 12 pontos

2.5.3. ............................................................................................................................. 8 pontos

3.

3.1. ......................................................................................................................................... 12 pontos

3.2. ......................................................................................................................................... 10 pontos

4.

4.1. ......................................................................................................................................... 14 pontos

4.2.

4.2.1. ............................................................................................................................. 8 pontos

4.2.2. ............................................................................................................................. 8 pontos

4.2.3. ............................................................................................................................. 8 pontos

4.3. ......................................................................................................................................... 8 pontos

5.

5.1.

5.1.1. ............................................................................................................................. 8 pontos

5.1.2. ............................................................................................................................. 8 pontos

5.2. ......................................................................................................................................... 10 pontos

6.

6.1. ......................................................................................................................................... 8 pontos

6.2. ......................................................................................................................................... 14 pontos

___________

TOTAL ....................................................... 200 pontos

715.V1/16

PROVA 715/C/10 Págs.

V.S.F.F.

715/C/1

COTAÇÕES

1.

1.1. ......................................................................................................................................... 10 pontos

1.2. ......................................................................................................................................... 8 pontos

2.

2.1. ......................................................................................................................................... 8 pontos

2.2. ......................................................................................................................................... 12 pontos

2.3. ......................................................................................................................................... 10 pontos

2.4. ......................................................................................................................................... 8 pontos

2.5.

2.5.1. ............................................................................................................................. 8 pontos

2.5.2. ............................................................................................................................. 12 pontos

2.5.3. ............................................................................................................................. 8 pontos

3.

3.1. ......................................................................................................................................... 12 pontos

3.2. ......................................................................................................................................... 10 pontos

4.

4.1. ......................................................................................................................................... 14 pontos

4.2.

4.2.1. ............................................................................................................................. 8 pontos

4.2.2. ............................................................................................................................. 8 pontos

4.2.3. ............................................................................................................................. 8 pontos

4.3. ......................................................................................................................................... 8 pontos

5.

5.1.

5.1.1. ............................................................................................................................. 8 pontos

5.1.2. ............................................................................................................................. 8 pontos

5.2. ......................................................................................................................................... 10 pontos

6.

6.1. ......................................................................................................................................... 8 pontos

6.2. ......................................................................................................................................... 14 pontos

___________

TOTAL ....................................................... 200 pontos





2007



Dado a prova apresentar duas versões, o examinando terá de indicar na sua folha de respostas a

versão a que está a responder. A ausência dessa indicação implica a atribuição de zero pontos a

todos os itens de escolha múltipla e de verdadeiro/falso.

Apresentam-se, em seguida, critérios gerais de classificação da prova de exame nacional desta

disciplina.

• Nos itens de escolha múltipla, é atribuída a cotação total à resposta correcta. As respostas

incorrectas são classificadas com zero pontos.

Também deve ser atribuída a classificação de zero pontos às respostas em que o examinando

apresente:

– mais do que uma opção (ainda que nelas esteja incluída a opção correcta);

– o número do item e/ou a letra da alternativa escolhida ilegíveis.

• Nos itens de verdadeiro/falso, a classificação a atribuir tem em conta o nível de desempenho

revelado na resposta.

Nos itens de verdadeiro/falso, são classificadas com zero pontos as respostas em que todas as

afirmações sejam avaliadas como verdadeiras ou como falsas.

Não são classificadas as afirmações:

– consideradas simultaneamente verdadeiras e falsas;

– com o número do item, a letra da afirmação e/ou a sua classificação (V/F) ilegíveis.

• Nos itens de resposta curta, é apresentada, nos critérios específicos, a descrição dos níveis de

desempenho, a que correspondem cotações fixas.

• Nos itens de resposta aberta em que é solicitada a escrita de um texto, os critérios de classificação

estão organizados por níveis de desempenho, a que correspondem cotações fixas.

O enquadramento das respostas num determinado nível de desempenho contempla aspectos

relativos aos conteúdos, à organização lógico-temática e à utilização de terminologia científica. A

descrição dos níveis referentes à organização lógico-temática e à terminologia científica é a

seguinte.

• Tanto nos itens de resposta curta como nos itens de resposta aberta em que é solicitada a escrita de

um texto, não é exigível que as respostas apresentem exactamente os termos e/ou expressões

presentes nos critérios específicos de classificação.

• Nos itens de resposta aberta em que é solicitado o cálculo de uma grandeza, os critérios de

classificação estão organizados por níveis de desempenho, a que correspondem cotações fixas.


relativos à metodologia de resolução, ao resultado final e à tipologia de erros cometidos, de acordo

com os descritores apresentados no seguinte quadro.

Nível 3

Composição coerente no plano lógico-temático (encadeamento lógico do discurso, de

acordo com o solicitado no item).

Utilização de terminologia científica adequada e correcta.

Nível 2



Utilização, ocasional, de terminologia científica não adequada e/ou com incorrecções.

Nível 1Composição com falhas no plano lógico-temático, ainda que com correcta utilização de

terminologia científica.

715/C/2

Erros de tipo 1 – erros de cálculo numérico, transcrição incorrecta de dados, conversão

incorrecta de unidades ou ausência de unidades / unidades incorrectas no

resultado final.

Erros de tipo 2 – erros de cálculo analítico, erros na utilização de fórmulas, ausência de conversão

de unidades (*) e outros erros que não possam ser incluídos no tipo 1.

(*) Qualquer que seja o número de conversões de unidades não efectuadas, contabilizar apenas como um erro de tipo 2.

• Se a resposta apresentar ausência de metodologia de resolução ou metodologia de resolução

incorrecta, ainda que com um resultado final correcto, a classificação a atribuir será de zero pontos.

• Se a resolução de um item que envolva cálculos apresentar erro exclusivamente imputável à

resolução numérica ocorrida num item anterior, deverá ser atribuída a cotação total.

• Se a resolução de um item envolver cálculos com grandezas vectoriais, o examinando pode trabalhar

apenas com valores algébricos e, no final, fazer a caracterização vectorial das grandezas pedidas.

• Nos itens em que é solicitada a escrita de uma equação química, deve ser atribuída a classificação

de zero pontos se alguma das espécies químicas intervenientes estiver incorrectamente escrita, se

estiver incorrecta em função da reacção química em causa ou se a equação não estiver

estequiométrica e electricamente acertada.

• Os cenários de metodologia de resposta apresentados para os itens de resposta aberta podem não

esgotar todas as possíveis hipóteses de resposta. Deve ser atribuído um nível de desempenho

equivalente se, em alternativa, o examinando apresentar uma outra metodologia de resolução

igualmente correcta.

• As classificações a atribuir às respostas dos examinandos são expressas, obrigatoriamente, em

números inteiros.

Nível 5

Metodologia de resolução correcta.

Resultado final correcto.

Ausência de erros.

Nível 4


Resultado final incorrecto, resultante apenas de erros de tipo 1, qualquer que seja o seu

número.

Nível 3


Resultado final incorrecto, resultante de um único erro de tipo 2, qualquer que seja o

número de erros de tipo 1.

Nível 2


Resultado final incorrecto, resultante de mais do que um erro de tipo 2, qualquer que seja

o número de erros de tipo 1.

ou

Metodologia de resolução incompleta.

Apresentação de apenas duas etapas de resolução, qualquer que seja o número de

erros de tipo 1.

Nível 1


Apresentação de apenas uma etapa de resolução, qualquer que seja o número de erros

de tipo 1.

V.S.F.F.

715/C/3


1.1. ...................................................................................................................................... 10 pontos

1.2. Versão 1 – (C); Versão 2 – (D) .................................................................................... 8 pontos

2.1. Versão 1 – (A); Versão 2 – (C) .................................................................................... 8 pontos

2.2. ..................................................................................................................................... 12 pontos

A composição deve contemplar os seguintes tópicos:

• Na estratosfera / camada de ozono, os CFC sofrem a acção das radiações ultravioleta.

• Por acção das radiações ultravioleta, os CFC geram quantidades significativas de radicais

livres de C�•.

• Os radicais livres de C�•, por sua vez, reagem com o ozono, dando origem a outros compostos.

A classificação deste item utiliza os níveis de desempenho registados nos critérios

gerais, apresentados de acordo com os tópicos descritos.

Se o examinando referir apenas 1 dos tópicos:

– atribuir a classificação de 4 pontos se este estiver correcto;

– atribuir a classificação de 3 pontos se for utilizada, ocasionalmente, uma terminologia

científica não adequada e/ou com incorrecções.

Forma

Conteúdo

Nível 3 Nível 2 Nível 1

A composição contempla

os 3 tópicos.12 pontos 11 pontos 10 pontos


apenas 2 dos tópicos.8 pontos 7 pontos 6 pontos

Nível 2Reacção em que pequenos núcleos atómicos se fundem, para produzir

núcleos atómicos de maior massa, com elevada libertação de energia.10

Nível 1Refere apenas dois dos elementos de resposta, apresentados no nível

anterior.5

715/C/4

2.3. Versão 1: Verdadeiras – (A), (B), (G), (H); Falsas – (C), (D), (E), (F) ........................ 10 pontos

Versão 2: Verdadeiras – (A), (C), (D), (F); Falsas – (B), (E), (G), (H)

A classificação deste item deve ser efectuada de acordo com a tabela seguinte.

2.4. Versão 1 – (C); Versão 2 – (B) .................................................................................... 8 pontos

2.5.1. Versão 1 – (D); Versão 2 – (B) ................................................................................. 8 pontos

Número de afirmações

assinaladas correctamenteCotação

7 ou 8 10 pontos

5 ou 6 7 pontos

3 ou 4 4 pontos

0 ou 1 ou 2 0 pontos

V.S.F.F.

715/C/5

2.5.2. ................................................................................................................................... 12 pontos

Uma metodologia de resolução correcta deverá apresentar, no mínimo, as seguintes etapas:

• Calcula a concentração de H3O+

na amostra de água da chuva recolhida junto ao tronco do

pinheiro (c = 5,01 × 10–4

mol dm–3

).

• Calcula a quantidade de H3O+

que existia em 100,0 mL da amostra, antes de ser titulada

(n = 5,01 × 10–5

mol).

• Calcula o volume de titulante gasto até ao ponto de equivalência da titulação (V = 10,0 mL).



resultado final.

Erros de tipo 2 – erros de cálculo analítico, erros na utilização de fórmulas, ausência de

conversão de unidades(*) e outros erros que não possam ser incluídos no tipo 1.


Se a resposta apresentar ausência de metodologia de resolução ou metodologia de resolução


2.5.3. Versão 1 – (C); Versão 2 – (D) ................................................................................. 8 pontos

Nível 5



Ausência de erros.

12 pontos

Nível 4


Resultado final incorrecto, resultante apenas de erros de tipo 1,

qualquer que seja o seu número.

11 pontos

Nível 3


Resultado final incorrecto, resultante de um único erro de tipo 2,

qualquer que seja o número de erros de tipo 1.

9 pontos

Nível 2


Resultado final incorrecto, resultante de mais do que um erro de tipo 2,


ou


Apresentação de apenas duas etapas de resolução, qualquer que seja


7 pontos

Nível 1


Apresentação de apenas uma etapa de resolução, qualquer que seja o


4 pontos

715/C/6

3.1. ...................................................................................................................................... 12 pontos


• Calcula a energia absorvida pelos colectores solares durante 12 horas (Efornecida = 1,38 × 108

J).

• Calcula a energia utilizada para obter uma variação de temperatura da água igual a 30 ºC

(Eútil = 1,88 × 107

J).

• Calcula o rendimento do sistema solar térmico (η = 13,6 %).



resultado final.






Nível 5



Ausência de erros.

12 pontos

Nível 4




11 pontos

Nível 3




9 pontos

Nível 2




ou




7 pontos

Nível 1




4 pontos

V.S.F.F.

715/C/7

3.2. ...................................................................................................................................... 10 pontos

4.1. ...................................................................................................................................... 14 pontos


• Calcula o tempo de queda da esfera, a partir do ponto B (t = 2,0 s).

• Determina o valor da velocidade da esfera no ponto B (vB = 10,0 m s–1

), identificando o valor

da velocidade inicial do lançamento horizontal com vB.

• Calcula a altura, H (H = 5,0 m), aplicando a lei da conservação da energia mecânica.



resultado final.






Nível 5



Ausência de erros.

14 pontos

Nível 4




12 pontos

Nível 3




10 pontos

Nível 2




ou




8 pontos

Nível 1




5 pontos

Nível 2Transferência de energia que ocorre através de colisões entre

partículas, sem que haja qualquer transporte de matéria.10

Nível 1Refere apenas um dos elementos de resposta, apresentados no nível

anterior.5

715/C/8

4.2.1. Versão 1 – ( ); Versão 2 – ( ) ......................... (ITEM ANULADO) .......................... (*)

4.2.2. Versão 1 – (B); Versão 2 – (A) ................................................................................. 8 pontos

4.2.3. Versão 1 – (B); Versão 2 – (C) ................................................................................. 8 pontos

4.3. Versão 1 – (C); Versão 2 – (D) .................................................................................... 8 pontos

5.1.1. Versão 1 – (D); Versão 2 – (B) ................................................................................. 8 pontos

5.1.2. Versão 1 – (B); Versão 2 – (A) ................................................................................. 8 pontos

5.2. ...................................................................................................................................... 10 pontos

6.1. Versão 1 – (B); Versão 2 – (D) .................................................................................... 8 pontos

_____________

(*) Considerando que a anulação deste item reduz a cotação total para 192 pontos, a classificação final

de cada prova obtém-se multiplicando a cotação total obtida pelo factor 1,0417, que corresponde à

razão .200––––192

Nível 2

Refere duas das seguintes propriedades:

– As microondas praticamente não se difractam.

– As microondas são pouco absorvidas na atmosfera.

– As microondas reflectem-se pouco na atmosfera.

10

Nível 1 Refere apenas uma das propriedades citadas no nível anterior. 5

V.S.F.F.

715/C/9

6.2. ...................................................................................................................................... 14 pontos


• Calcula a quantidade de amoníaco (n = 0,12 mol).

• Refere a estequiometria da reacção entre CuSO4.5 H2O e NH3 (1:4) e utiliza a relação

estequiométrica para identificar o reagente limitante (CuSO4.5 H2O).

• Calcula a massa de [Cu(NH3)4]SO4.H2O que se formaria (m = 4,9 g).



resultado final.






Nível 5



Ausência de erros.

14 pontos

Nível 4




12 pontos

Nível 3




10 pontos

Nível 2




ou




8 pontos

Nível 1




5 pontos

715/C/10

PROVA 715/16 Págs.





2007


V.S.F.F.

715.V1/1

VERSÃO 1

Na sua folha de respostas, indique claramente a

versão da prova.

A ausência dessa indicação implica a anulação de

todos os itens de escolha múltipla e de

verdadeiro/falso.




– É atribuída a classificação de zero pontos às respostas em que

apresente:


correcta);



modo bem legível.





apresentar todas as etapas de resolução, ou seja, todos os

raciocínios que tiver efectuado.




Formulário.


Utilize apenas caneta ou esferográfica de tinta azul ou preta.






715.V1/2

CONSTANTES

FORMULÁRIO

• Concentração de solução ......................................................................... c =

n – quantidade de substância (soluto)


• Quantidade de substância ......................................................................... n =

M – massa molar

m – massa

• Massa volúmica .......................................................................................... ρ =

m – massa

V – volume


n – quantidade de substância

NA – constante de Avogadro

• Volume molar de um gás .......................................................................... Vm =

V – volume do gás

n – quantidade de substância do gás

• Relação entre pH e a concentração de H3O+........................................... pH = –log Ö[H3O

+] / mol dm

–3×



(de grau Fahrenheit para grau Celsius) .................................................. θ / ºC = (θ / ºF – 32)

T – temperatura absoluta

θ – temperatura


Einc – energia da radiação incidente no metal

W – energia para remover um electrão do metal

Ecin – energia cinética do electrão removido

5–—9

V–—n

m–—V

m–—M

n–—V

Velocidade de propagação da luz no vácuo c = 3,00 × 108

m s–1


junto à superfície da Terrag = 10 m s

–2

Massa da Terra MT = 5,98 × 1024

kg

Constante da Gravitação Universal G = 6,67 × 10–11

N m2

kg–2

Constante de Avogadro NA = 6,02 × 1023

mol–1

Constante de Stefan-Boltzmann σ = 5,67 × 10–8

W m–2

K– 4


Volume molar de um gás (PTN) Vm = 22,4 dm3

mol–1

V.S.F.F.

715.V1/3


durante o intervalo de tempo ∆t ................................................................ E = I U ∆tI – intensidade da corrente eléctrica no gerador

U – diferença de potencial entre os terminais do gerador

• Comprimento de onda................................................................................ λ =





e – emissividade do material de que é constituído o corpo




• 1.ª Lei da Termodinâmica........................................................................... ∆ U = W + Q + R∆ U – variação da energia interna do sistema

W – energia transferida para fora do sistema ou recebida do exterior como trabalho

Q – energia transferida para fora do sistema ou recebida do exterior como calor

R – energia transferida para fora do sistema ou recebida do exterior como radiação


, cujo ponto





– soma dos trabalhos das forças que actuam num

corpo, num determinado intervalo de tempo

∆Ecin – variação da energia cinética do corpo no mesmo

intervalo de tempo


A,B = –F→

B,A

F→


F→



pontual m1 (m2) na massa pontual m2 (m1).............................................. Fg = GG – constante da gravitação universal

d – distância entre as duas massas

• 2.ª Lei de Newton ........................................................................................ F→

= m a→

F→




.................................. F→

= q E→



.....................

θ – ângulo entre a direcção do campo e a direcção perpendicular à superfície

θΦ = BAm

cos

m1 m2–—–—d2

∑Wi

i

= ∆∑ i cin

i

W E

v–—

f

715.V1/4




i – ângulo de incidência

r – ângulo de refracção

n21 – razão dos índices de refracção, respectivamente, do meio em que



v = v0 + at

x = x0 + v0t + 1_ at 2

2

v 2= v0

2+ 2a (x – x0)

x = x0 + 1_

(v0 + v) t2



sin i–—–sin r

|∆Φm|–——∆t

V.S.F.F.

715.V1/5

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715.V1/6


Até hoje, a civilização industrial tem vivido quase exclusivamente da exploração

intensiva de energias acumuladas ao longo das épocas geológicas. Mais de 85%

da energia consumida hoje é obtida através do carvão, petróleo e gás natural, entre

outros. A velocidade de reposição destas energias é praticamente nula à escala da

vida humana. Por isso, o futuro depende da utilização que o Homem saiba fazer das

energias renováveis como, por exemplo, as energias solar, eólica e hidroeléctrica.

Actualmente, consomem-se cerca de 320 mil milhões de kWh de electricidade

por dia. A manter-se o ritmo actual de consumo de combustíveis fósseis, estes

recursos esgotar-se-ão rapidamente.

O consumo dos recursos não renováveis tem assim, inevitavelmente, de

diminuir, não apenas para afastar o espectro de uma crise energética grave que a

humanidade enfrenta, mas também porque a sua utilização tem efeitos altamente

prejudiciais sobre o meio ambiente.

Estes efeitos estão relacionados, sobretudo, com as emissões de gases com

efeito de estufa, como o dióxido de carbono, cujas concentrações na atmosfera têm

aumentado, nos últimos anos, de forma exponencial. O aumento de concentração

destes gases tem potenciado o reforço do efeito de estufa natural, causando

alterações climáticas globais.

1.1. Indique, com base no texto, duas razões justificativas da necessidade de um maior recurso às

energias renováveis.

1.2. Uma das variáveis importantes do problema do aquecimento global é a concentração de

dióxido de carbono na atmosfera.

Seleccione a opção que contém os termos que devem substituir as letras (a) e (b),


O dióxido de carbono, CO2, é um gás com efeito de estufa, porque __(a)____ facilmente as

radiações infravermelhas emitidas pela Terra, contribuindo para __(b)____ a temperatura global

média na superfície da Terra.

(A) ... absorve... diminuir...

(B) ... absorve... aumentar...

(C) ... transmite... aumentar...

(D) ... transmite... manter...

V.S.F.F.

715.V1/7

2. O gás natural é o combustível fóssil de maior conteúdo energético. É constituído, essencialmente,

por metano, CH4, um hidrocarboneto muito volátil, inflamável e inodoro.

2.1. Quando o metano arde no ar, os únicos produtos dessa reacção são dióxido de carbono, CO2,

e água, H2O, sendo a reacção de combustão traduzida pela seguinte equação química:

CH4(g) + 2 O2(g) → CO2(g) + 2 H2O(g)

Numa reacção, ocorrendo em condições normais de pressão e temperatura (PTN), gastou-se

40,0 g de metano (M = 16,0 g mol–1

) e obteve-se um volume de 78,4 dm3

de vapor de água.

Determine o rendimento da reacção de combustão.


2.2. Um composto derivado do metano, mas com características bem diferentes, é o diclorometano,

CH2C�2, que é um solvente orgânico volátil, não inflamável e de cheiro agradável.

2.2.1. O diclorometano é um composto cuja unidade estrutural é constituída por átomos de

carbono, de cloro e de hidrogénio.


(A) A configuração electrónica do átomo de carbono, no estado de energia mínima, é

1s2

2s2

3s2.

(B) Os electrões do átomo de cloro, no estado de energia mínima, estão distribuídos

por três orbitais.

(C) A configuração electrónica 1s2

2s2

2p1

3s1

pode corresponder ao átomo de

carbono.

(D) O conjunto de números quânticos (3, 0, 1, ) pode caracterizar um dos electrões

mais energéticos do átomo de cloro, no estado de energia mínima.

2.2.2. O esquema da figura 1 representa um diagrama de níveis de energia no qual estão

indicadas algumas transições electrónicas possíveis no átomo de hidrogénio.

Fig. 1

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1—2

715.V1/8

Seleccione a afirmação correcta, relativamente às transições assinaladas no diagrama

com as letras X, Y, Z e T.

(A) A transição Z corresponde a uma risca, na região do infravermelho, do espectro de

absorção do hidrogénio.

(B) A transição Y está associada à emissão da radiação menos energética pelo átomo

de hidrogénio.

(C) A transição X está associada à absorção de radiação ultravioleta pelo átomo de

hidrogénio.

(D) A transição T corresponde à risca azul do espectro de emissão do hidrogénio.

2.2.3. Considere que o valor de energia do electrão no átomo de hidrogénio, no estado

fundamental, é igual a –2,18 × 10–18

J.

Seleccione a alternativa que completa correctamente a frase seguinte.

Se, sobre um átomo de hidrogénio no estado fundamental, incidir radiação cujos fotões

têm energia igual a 2,18 × 10–18

J…

(A) ... o electrão não é removido do átomo e permanece no mesmo nível energético.

(B) ... o electrão é removido do átomo e fica com um valor nulo de energia cinética.

(C) ... o electrão é removido do átomo e fica com um valor não nulo de energia cinética.

(D) ... o electrão não é removido do átomo e transita para um nível energético superior.

2.2.4. A tabela seguinte apresenta os valores da primeira energia de ionização dos elementos

flúor, cloro, bromo e iodo.

Interprete a variação encontrada nos valores da primeira energia de ionização dos

diferentes halogéneos considerados, atendendo aos valores da tabela.

–1Elemento–1 Energia de ionização / kJ mol–1

Flúor (F) 1680

Cloro (C�) 1260

Bromo (Br) 1140

Iodo (I) 1010

V.S.F.F.

715.V1/9

3. Num parque de diversões, um carrinho de massa igual a 50,0 kg percorre o trajecto representado

na figura 2, partindo do ponto A sem velocidade inicial e parando no ponto D. O módulo da

aceleração do carrinho no percurso entre os pontos C e D é igual a 3,0 ms–2

, e a distância entre

aqueles pontos é de 12,0 m.

Considere desprezável o atrito no percurso entre os pontos A e C.

Fig. 2

3.1. Seleccione a alternativa que completa correctamente a frase seguinte.

No trajecto percorrido pelo carrinho entre os pontos A e C, o trabalho realizado pelo peso do

carrinho…

(A) … é igual à variação da sua energia potencial gravítica.

(B) … é simétrico da variação da sua energia cinética.

(C) … é igual à variação da sua energia mecânica.

(D) … é simétrico da variação da sua energia potencial gravítica.

3.2. Seleccione a alternativa que permite calcular correctamente o módulo da velocidade do

carrinho no ponto B da trajectória descrita.

(A)

(B)

(C) g

(D)

3.3. Calcule a variação da energia mecânica do carrinho durante o percurso entre os pontos C e D.


2

gh

h

2gh

gh

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715.V1/10

4. Um satélite descreve periodicamente uma órbita circular em torno da Terra, estando sujeito apenas

à força gravítica exercida pela Terra.

4.1. Seleccione o diagrama que representa correctamente a força, F→

, exercida pela Terra (T) sobre

o satélite (S) e a velocidade, v→, do satélite, durante o seu movimento em torno da Terra.

4.2. Seleccione a alternativa que apresenta os gráficos que traduzem correctamente a variação

dos módulos da velocidade, v, do satélite e da força, F, que actua sobre este, em função do

tempo, t, durante o movimento do satélite em torno da Terra.

4.3. Um satélite artificial descreve, com velocidade de módulo, v, uma órbita circular de raio, r, igual a

8,4 × 106m, em torno da Terra.

Calcule o módulo da velocidade orbital do satélite, considerando que o módulo da aceleração

centrípeta do satélite é ac = .


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V.S.F.F.

715.V1/11

5. O diapasão (figura 3) é um pequeno instrumento metálico muito utilizado

na afinação de instrumentos musicais, uma vez que emite um som puro,

com uma frequência bem definida, a que corresponde uma determinada

nota musical.

O sinal sonoro produzido pelo diapasão propaga-se através de um

determinado meio, fazendo vibrar as partículas constituintes desse meio

em torno das suas posições de equilíbrio, gerando uma onda sonora.

Fig. 3

5.1. A figura 4 refere-se a uma onda sinusoidal e traduz a periodicidade temporal do movimento

vibratório de uma partícula do ar, em consequência do sinal sonoro emitido pelo diapasão.

Fig. 4

Considere que a velocidade de propagação deste sinal no ar tem módulo igual a 340 ms–1

.

Relativamente à situação descrita, classifique como verdadeira (V) ou falsa (F) cada uma das

afirmações seguintes.

(A) A distância entre duas partículas do ar que se encontram no mesmo estado de vibração

é de 10 nm.

(B) O período de vibração de uma partícula do ar é de 1,0 × 10–3

s.

(C) No ar, a onda sonora tem um comprimento de onda de 0,68 m.

(D) Uma partícula do ar afasta-se, no máximo, 10 nm em relação à sua posição de equilíbrio.

(E) O produto do comprimento de onda pela frequência de vibração é constante e igual a 340ms–1

.

(F) A velocidade de propagação do sinal aumenta se a amplitude da vibração diminuir.

(G) A frequência de vibração de uma partícula do ar é de 425 Hz.

(H) No ar, o sinal emitido percorre 1700 m em 5,0 s.

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715.V1/12

5.2. Explique, num texto, como se pode converter o sinal sonoro emitido pelo diapasão num sinal

eléctrico, utilizando um microfone de indução.

5.3. A transmissão a longas distâncias de um sinal eléctrico resultante da conversão de um sinal

sonoro é quase impossível, uma vez que a onda electromagnética que corresponde à

propagação daquele sinal apresenta frequências baixas.

Seleccione a alternativa que indica correctamente o processo que permite, na prática,

ultrapassar aquele problema.

(A) Digitalização.

(B) Distorção.

(C) Modulação.

(D) Amplificação.

6. Os aquários são, hoje em dia, uma fonte de entretenimento e de lazer bastante divulgada, sendo

também utilizados na decoração de diversos espaços.

6.1. O pH é uma das propriedades químicas determinantes da «saúde do aquário», uma vez que

cada espécie está adaptada a uma gama relativamente estreita de valores de pH. Este facto

torna o ajuste do valor de pH nos aquários uma condição indispensável à sobrevivência das

espécies que neles habitam.

6.1.1. Admita que dois amigos compraram um aquário com capacidade de 45 L e que o

encheram com água de pH igual a 6,80. Sabem, no entanto, que o intervalo de valores

de pH óptimo para a vida dos peixes que irão habitar esse aquário é de 6,20 – 6,40.

Assim, para fazer o ajuste de pH, adicionam à água do aquário 1,4 cm3

de solução

aquosa de ácido clorídrico, HC�, de concentração 1,0 × 10–2

mol dm–3

.

Considere desprezáveis a variação de volume decorrente da adição da solução de HC�

e eventuais equilíbrios existentes em solução.

Verifique que o ajuste de pH foi efectivamente conseguido.


6.1.2. Justifique a seguinte afirmação.

Se tivessem adicionado o mesmo volume de uma solução, com a mesma

concentração, de cloreto de sódio, NaC�, não teria havido qualquer alteração no valor

de pH da água do aquário.

V.S.F.F.

715.V1/13

6.2. A dureza da água é outro parâmetro importante na regulação das condições de funcionamento

de um aquário.

Considere que a água do aquário apresenta uma dureza de 200 mg / L em Ca2+

(M = 40,0 g mol–1

).

Seleccione a alternativa que apresenta a forma de calcular correctamente a concentração de ião

CO32–

que terá de existir na água do aquário para provocar a precipitação de carbonato de cálcio,

CaCO3 (Ks = 4,5 × 10–9

).

(A) [CO3

2–] = mol dm

–3

(B) [CO3

2–] = mol dm

–3

(C) [CO3

2–] = mol dm

–3

(D) [CO3

2–] = mol dm

–3

6.3. Seleccione a alternativa correcta, considerando que o ião HCO3

–é uma espécie anfotérica,

segundo a teoria de Brönsted-Lowry.

(A) O ião HCO3

– é o ácido conjugado da espécie H2CO3.

(B) O ião HCO3

– é o ácido conjugado do ião CO3

2–.

(C) A espécie H2CO3 é a base conjugada do ião HCO3

– .

(D) O ião HCO3

– é a base conjugada do ião CO3

2–.

×

×

–3

–9

200 10

4,5 10

40,0

×

×

–9

–3

40,0

4,5 10

200 10

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200 10

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–3

4,5 10

200 10

40,0

715.V1/14

6.4. Quando se quer elevar a temperatura da água de um aquário para garantir a melhor

sobrevivência de algumas espécies, podem utilizar-se espiras metálicas como resistências

eléctricas de aquecimento.

Para escolher o metal mais adequado a uma destas espiras, fez-se reagir uma solução

aquosa de ácido clorídrico, HC�, com três diferentes metais: cobre (Cu), zinco (Zn) e

magnésio (Mg). Os resultados obtidos experimentalmente são apresentados na tabela

seguinte.

Seleccione a alternativa que apresenta, por ordem decrescente, a sequência correcta do

poder redutor daqueles metais.

(A) Mg > Zn > Cu

(B) Zn > Mg > Cu

(C) Mg > Cu > Zn

(D) Cu > Zn > Mg

FIM

Cu Zn Mg

HC�(aq)

Não reage. Reage.

Liberta-se um gás e

o metal fica corroído.

Reage violentamente.

Liberta-se um gás e o

metal reage comple-

tamente.

V.S.F.F.

715.V1/15

COTAÇÕES

1.

1.1. ......................................................................................................................................... 10 pontos

1.2. ......................................................................................................................................... 8 pontos

2.

2.1. ......................................................................................................................................... 12 pontos

2.2.

2.2.1. ............................................................................................................................. 8 pontos

2.2.2. ............................................................................................................................. 8 pontos

2.2.3. ............................................................................................................................. 8 pontos

2.2.4. ............................................................................................................................. 10 pontos

3.

3.1. ......................................................................................................................................... 8 pontos

3.2. ......................................................................................................................................... 8 pontos

3.3. ......................................................................................................................................... 14 pontos

4.

4.1. ......................................................................................................................................... 8 pontos

4.2. ......................................................................................................................................... 8 pontos

4.3. ......................................................................................................................................... 12 pontos

5.

5.1. ......................................................................................................................................... 10 pontos

5.2. ......................................................................................................................................... 12 pontos

5.3. ......................................................................................................................................... 8 pontos

6.

6.1.

6.1.1. ............................................................................................................................. 14 pontos

6.1.2. ............................................................................................................................. 10 pontos

6.2. ......................................................................................................................................... 8 pontos

6.3. ......................................................................................................................................... 8 pontos

6.4. ......................................................................................................................................... 8 pontos

___________

TOTAL ....................................................... 200 pontos

715.V1/16


V.S.F.F.

715/C/1

COTAÇÕES

1.

1.1. ......................................................................................................................................... 10 pontos

1.2. ......................................................................................................................................... 8 pontos

2.

2.1. ......................................................................................................................................... 12 pontos

2.2.

2.2.1. ............................................................................................................................. 8 pontos

2.2.2. ............................................................................................................................. 8 pontos

2.2.3. ............................................................................................................................. 8 pontos

2.2.4. ............................................................................................................................. 10 pontos

3.

3.1. ......................................................................................................................................... 8 pontos

3.2. ......................................................................................................................................... 8 pontos

3.3. ......................................................................................................................................... 14 pontos

4.

4.1. ......................................................................................................................................... 8 pontos

4.2. ......................................................................................................................................... 8 pontos

4.3. ......................................................................................................................................... 12 pontos

5.

5.1. ......................................................................................................................................... 10 pontos

5.2. ......................................................................................................................................... 12 pontos

5.3. ......................................................................................................................................... 8 pontos

6.

6.1.

6.1.1. ............................................................................................................................. 14 pontos

6.1.2. ............................................................................................................................. 10 pontos

6.2. ......................................................................................................................................... 8 pontos

6.3. ......................................................................................................................................... 8 pontos

6.4. ......................................................................................................................................... 8 pontos___________

TOTAL ....................................................... 200 pontos





2007



Dado a prova apresentar duas versões, o examinando terá de indicar na sua folha de respostas a

versão a que está a responder. A ausência dessa indicação implica a atribuição de zero pontos a

todos os itens de escolha múltipla e de verdadeiro/falso.

Apresentam-se, em seguida, critérios gerais de classificação da prova de exame nacional desta

disciplina.

• Nos itens de escolha múltipla, é atribuída a cotação total à resposta correcta. As respostas

incorrectas são classificadas com zero pontos.

Também deve ser atribuída a classificação de zero pontos às respostas em que o examinando

apresente:

– mais do que uma opção (ainda que nelas esteja incluída a opção correcta);

– o número do item e/ou a letra da alternativa escolhida ilegíveis.

• Nos itens de verdadeiro/falso, a classificação a atribuir tem em conta o nível de desempenho

revelado na resposta.

Nos itens de verdadeiro/falso, são classificadas com zero pontos as respostas em que todas as

afirmações sejam avaliadas como verdadeiras ou como falsas.

Não são classificadas as afirmações:

– consideradas simultaneamente verdadeiras e falsas;

– com o número do item, a letra da afirmação e/ou a sua classificação (V/F) ilegíveis.

• Nos itens de resposta curta, é apresentada, nos critérios específicos, a descrição dos níveis de

desempenho, a que correspondem cotações fixas.

• Nos itens de resposta aberta em que é solicitada a escrita de um texto, os critérios de classificação

estão organizados por níveis de desempenho, a que correspondem cotações fixas.


relativos aos conteúdos, à organização lógico-temática e à utilização de terminologia científica. A

descrição dos níveis referentes à organização lógico-temática e à terminologia científica é a

seguinte.

• Tanto nos itens de resposta curta como nos itens de resposta aberta em que é solicitada a escrita de

um texto, não é exigível que as respostas apresentem exactamente os termos e/ou expressões

presentes nos critérios específicos de classificação.

• Nos itens de resposta aberta em que é solicitado o cálculo de uma grandeza, os critérios de

classificação estão organizados por níveis de desempenho, a que correspondem cotações fixas.


relativos à metodologia de resolução, ao resultado final e à tipologia de erros cometidos, de acordo

com os descritores apresentados no seguinte quadro.

Nível 3



Utilização de terminologia científica adequada e correcta.

Nível 2



Utilização, ocasional, de terminologia científica não adequada e/ou com incorrecções.

Nível 1Composição com falhas no plano lógico-temático, ainda que com correcta utilização de

terminologia científica.

715/C/2



resultado final.

Erros de tipo 2 – erros de cálculo analítico, erros na utilização de fórmulas, ausência de conversão

de unidades (*) e outros erros que não possam ser incluídos no tipo 1.


• Se a resposta apresentar ausência de metodologia de resolução ou metodologia de resolução


• Se a resolução de um item que envolva cálculos apresentar erro exclusivamente imputável à

resolução numérica ocorrida num item anterior, deverá ser atribuída a cotação total.

• Se a resolução de um item envolver cálculos com grandezas vectoriais, o examinando pode trabalhar

apenas com valores algébricos e, no final, fazer a caracterização vectorial das grandezas pedidas.

• Nos itens em que é solicitada a escrita de uma equação química, deve ser atribuída a classificação

de zero pontos se alguma das espécies químicas intervenientes estiver incorrectamente escrita, se

estiver incorrecta em função da reacção química em causa ou se a equação não estiver

estequiométrica e electricamente acertada.

• Os cenários de metodologia de resposta apresentados para os itens de resposta aberta podem não

esgotar todas as possíveis hipóteses de resposta. Deve ser atribuído um nível de desempenho

equivalente se, em alternativa, o examinando apresentar uma outra metodologia de resolução

igualmente correcta.

• As classificações a atribuir às respostas dos examinandos são expressas, obrigatoriamente, em

números inteiros.

Nível 5



Ausência de erros.

Nível 4


Resultado final incorrecto, resultante apenas de erros de tipo 1, qualquer que seja o seu

número.

Nível 3


Resultado final incorrecto, resultante de um único erro de tipo 2, qualquer que seja o


Nível 2


Resultado final incorrecto, resultante de mais do que um erro de tipo 2, qualquer que seja


ou


Apresentação de apenas duas etapas de resolução, qualquer que seja o número de

erros de tipo 1.

Nível 1


Apresentação de apenas uma etapa de resolução, qualquer que seja o número de erros

de tipo 1.

V.S.F.F.

715/C/3


1.1. ...................................................................................................................................... 10 pontos

1.2. Versão 1 – (B); Versão 2 – (C) .................................................................................... 8 pontos

2.1. ...................................................................................................................................... 12 pontos


• Calcula a quantidade de metano gasta (n = 2,5 mol) e, referindo a estequiometria da reacção

(1 mol CH4 : 2 mol H2O), calcula a quantidade de água que se formaria (nt = 5,0 mol).

• Calcula a quantidade de água que se obteve (np = 3,5 mol).

• Calcula o rendimento da reacção (70%).



resultado final.




Nível 5



Ausência de erros.

12 pontos

Nível 4




11 pontos

Nível 3




9 pontos

Nível 2




ou




7 pontos

Nível 1




4 pontos

Nível 2Diminuir a probabilidade de ocorrência de uma crise energética grave.

Reduzir significativamente os efeitos prejudiciais sobre o meio ambiente.10

Nível 1 Apresenta apenas uma razão justificativa. 5

715/C/4



2.2.1. Versão 1 – (C); Versão 2 – (A) ................................................................................. 8 pontos

2.2.2. Versão 1 – (C); Versão 2 – (B) ................................................................................. 8 pontos

2.2.3. Versão 1 – (B); Versão 2 – (D) ................................................................................. 8 pontos

2.2.4. ................................................................................................................................... 10 pontos

3.1. Versão 1 – (D); Versão 2 – (A) .................................................................................... 8 pontos

3.2. Versão 1 – (A); Versão 2 – (D) .................................................................................... 8 pontos

Nível 2

O valor da primeira energia de ionização dos halogéneos diminui ao

longo do grupo.

Esta diminuição resulta do afastamento cada vez maior, em relação ao

núcleo, dos electrões de valência. Os electrões de valência sofrem,

assim, uma menor atracção por parte do núcleo.

10

Nível 1Refere apenas dois dos elementos de resposta apresentados no nível

anterior.5

V.S.F.F.

715/C/5

3.3. ...................................................................................................................................... 14 pontos


• Calcula o módulo da resultante das forças que actuam sobre o carrinho (F = 150 N).

• Calcula o trabalho da força de atrito, identificando, implícita ou explicitamente, a força de atrito

com a resultante das forças que actuam sobre o carrinho (WFa= –1,8 × 10

3J).

• Identifica o trabalho da força de atrito com a variação da energia mecânica do carrinho

(∆Em = –1,8 × 103

J).

ou

• Calcula a velocidade do carrinho no ponto C (vC = 8,49 m s–1

).

• Calcula a variação da energia cinética do carrinho (∆EC = –1,8 × 103

J).

• Conclui que a variação da energia cinética é igual à variação da energia mecânica do carrinho

(∆Em = –1,8 × 103

J), uma vez que a variação da energia potencial é nula.



resultado final.






Nível 5



Ausência de erros.

14 pontos

Nível 4




12 pontos

Nível 3




10 pontos

Nível 2




ou




8 pontos

Nível 1




5 pontos

715/C/6


4.2. Versão 1 – (B); Versão 2 – (D) .................................................................................... 8 pontos

4.3. ...................................................................................................................................... 12 pontos


• Escreve a expressão que traduz a força centrípeta, Fc = m , e iguala esta expressão à

expressão que traduz a força gravítica, Fg.

• Deduz a expressão da velocidade orbital, v = .

• Calcula o módulo da velocidade orbital do satélite (v = 6,9 × 103

m s–1

).



resultado final.






Nível 5



Ausência de erros.

12 pontos

Nível 4




11 pontos

Nível 3




9 pontos

Nível 2




ou




7 pontos

Nível 1




4 pontos

TGM

r

v2

—r

V.S.F.F.

715/C/7

5.1. Versão 1: Verdadeiras – (C), (D), (E), (H); Falsas – (A), (B), (F), (G) ........................ 10 pontos

Versão 2: Verdadeiras – (D), (F), (G), (H); Falsas – (A), (B), (C), (E)


5.2. ..................................................................................................................................... 12 pontos


• Quando o som atinge a membrana (ou diafragma) do microfone, esta vibra devido às variações

de pressão, provocadas pela onda sonora.

• Como a membrana está ligada a uma bobina, esta oscila também, o que faz variar o fluxo

magnético do campo criado pelo íman do microfone.

• Esta variação do fluxo magnético induz uma corrente eléctrica no circuito da bobina.



Se o examinando referir apenas 1 dos tópicos:

– atribuir a classificação de 4 pontos se este estiver correcto;

– atribuir a classificação de 3 pontos se for utilizada, ocasionalmente, uma terminologia

científica não adequada e/ou com incorrecções.

5.3. Versão 1 – (C); Versão 2 – (B) .................................................................................... 8 pontos

Forma

Conteúdo



os 3 tópicos.12 pontos 11 pontos 10 pontos


apenas 2 dos tópicos.8 pontos 7 pontos 6 pontos

Número de afirmações

assinaladas correctamenteCotação

7 ou 8 10 pontos

5 ou 6 7 pontos

3 ou 4 4 pontos


715/C/8

6.1.1. ................................................................................................................................... 14 pontos



que existe em 45 L de água (n = 7,13 × 10–6

mol).


adicionada à água do aquário (n = 1,4 × 10–5

mol).

• Calcula a concentração hidrogeniónica total e determina o valor de pH ajustado (6,33).



resultado final.






Nível 5



Ausência de erros.

14 pontos

Nível 4




12 pontos

Nível 3




10 pontos

Nível 2




ou




8 pontos

Nível 1




5 pontos

V.S.F.F.

715/C/9

6.1.2. ................................................................................................................................... 10 pontos

6.2. Versão 1 – (A); Versão 2 – (C) .................................................................................... 8 pontos


6.4. Versão 1 – (A); Versão 2 – (B) .................................................................................... 8 pontos

Nível 2

O cloreto de sódio, NaC�, dissocia-se nos iões Na+

e C�–.

Estes iões não reagem com a água, o que implica que o valor de pH

não sofra variação.

10

Nível 1Refere apenas um dos elementos de resposta apresentados no nível

anterior.5

715/C/10

PROVA 715/16 Págs.

EXAME NACIONAL DO ENSINO SECUNDÁRIO11.º Ano de Escolaridade (Decreto-Lei n.º 74/2004, de 26 de Março)

CCuurrssoo CCiieennttííffiiccoo--HHuummaannííssttiiccooddee CCiiêênncciiaass ee TTeeccnnoollooggiiaass


2006

PROVA ESCRITA DE FÍSICA E QUÍMICA – A

V.S.F.F.

715.V1/1

VERSÃO 1

Na sua folha de respostas, indique claramente aversão da prova.

A ausência dessa indicação implica a anulação detodos os itens de escolha múltipla e deverdadeiro/falso.




– É atribuída a cotação de zero pontos aos itens em que apresente:


correcta);



modo bem legível.

Nos itens de Verdadeiro/Falso, não transcreva as frases, registe

apenas as letras (A), (B), (C), etc. Escreva, na sua folha de respostas,

um V para as afirmações que considerar Verdadeiras e um F para as

afirmações que considerar Falsas.





apresentar todas as etapas de resolução.




Formulário.


Utilize apenas caneta ou esferográfica de tinta azul ou preta (excepto nas

respostas que impliquem a elaboração de construções, desenhos ou

outras representações).






715.V1/2

V.S.F.F.

715.V1/3

CONSTANTES

FORMULÁRIO

• Concentração de solução ......................................................................... c = n – quantidade de substância (soluto)V – volume de solução

• Quantidade de substância ......................................................................... n = M – massa molarm – massa

• Massa volúmica .......................................................................................... ρ = m – massaV – volume


n – quantidade de substânciaNA – constante de Avogadro

• Volume molar de um gás .......................................................................... Vm = V – volume do gásn – quantidade de substância do gás

• Relação entre pH e a concentração de H3O+ ........................................... pH = –log Ö[H3O

+] / mol dm–3×



(de grau Fahrenheit para grau Celsius) .................................................. θ / ºC = (θ / ºF – 32)T – temperatura absolutaθ – temperatura


Einc – energia da radiação incidente no metalW – energia para remover um electrão do metal Ecin – energia cinética do electrão removido

5–—9

V–—n

m–—V

m–—M

n–—V



junto à superfície da Terrag = 10 m s–2


Constante da Gravitação Universal G = 6,67 × 10–11 N m2 kg–2


Constante de Stefan-Boltzmann σ = 5,67 × 10–8 W m–2 K– 4




durante o intervalo de tempo ∆t ................................................................ E = I U ∆tI – intensidade da corrente eléctrica no geradorU – diferença de potencial entre os terminais do gerador

• Comprimento de onda................................................................................ λ = f – frequência do movimento ondulatóriov – módulo da velocidade de propagação da onda


P – potência total irradiada por um corpoe – emissividade do material de que é constituído o corpoσ – constante de Stefan-BoltzmannA – área da superfície do corpoT – temperatura absoluta do corpo

• 1.ª Lei da Termodinâmica........................................................................... ∆ U = W + Q + R∆ U – variação da energia interna do sistemaW – energia transferida para fora do sistema ou recebida do exterior como trabalhoQ – energia transferida para fora do sistema ou recebida do exterior como calorR – energia transferida para fora do sistema ou recebida do exterior como radiação


, cujo ponto





– soma dos trabalhos das forças que actuam numcorpo, num determinado intervalo de tempo

∆Ecin – variação da energia cinética do corpo no mesmo intervalo de tempo


A,B = –F→

B,A

F→


F→



pontual m1 (m2) na massa pontual m2 (m1).............................................. Fg = GG – constante da gravitação universald – distância entre as duas massas

• 2.ª Lei de Newton ........................................................................................ F→

= m a→

F→




.................................. F→

= q E→



.....................θ – ângulo entre a direcção do campo e a direcção perpendicular à superfície

θΦ = BAm cos

m1 m2–—–—d2

∑Wi

i

= ∆∑ i cini

W E

v–—

f

715.V1/4




i – ângulo de incidênciar – ângulo de refracçãon21 – razão dos índices de refracção, respectivamente, do meio em que



v = v0 + at

x = x0 + v0t + 1_ at 2

2

v 2 = v02 + 2a (x – x0)

x = x0 + 1_ (v0 + v) t2



sin i–—–sin r

|∆Φm|–——

∆t

V.S.F.F.

715.V1/5

TA

BE

LA

PE

RIÓ

DIC

A D

OS

EL

EM

EN

TO

S

55 Cs

132,

91

56 Ba

137,

33

57-7

1

La

nta

níd

eos

72 Hf

178,

49

73 Ta

180,

95

74 W1

83,8

4

75 Re

186,

21

76 Os

190,

23

77 Ir

192,

22

78 Pt

195,

08

79 Au

196,

97

80 Hg

200

,59

81 T20

4,38

82 Pb

207,

21

83

Bi

208

,98

84

Po

[20

8,98

]

85 At

[209

,99]

86 Rn

[222

,02]

37 Rb

85,4

7

38 Sr

87,6

2

39 Y88

,91

40 Zr

91,2

2

41 Nb

92,9

1

42 Mo

95,9

4

43

Tc

97,9

1

44 Ru

101,

07

45 Rh

102,

91

46 Pd

106,

42

47 Ag

107,

87

48 Cd

112,

41

49 In

114,

82

50 Sn

118,

71

51 Sb

121,

76

52 Te

127

,60

53 I

126,

90

54

Xe

131

,29

19 K39

,10

20

Ca

40,0

8

21 Sc

44,9

6

22 Ti

47,8

7

23 V50

,94

24 Cr

52,0

0

25 Mn

54,9

4

26 Fe

55,

85

27 Co

58,9

3

28 Ni

58,6

9

29 Cu

63,5

5

30 Zn

65,4

1

31 Ga

69,7

2

32 Ge

72,6

4

33 As

74,9

2

34 Se

78,9

6

35 Br

79,9

0

36 Kr

83,8

0

11 Na

22,9

9

12 Mg

24,3

1

13 A26

,98

14 Si

28,0

9

15 P3

0,97

16 S32

,07

17 C35

,45

18 Ar

39,9

5

3 Li

6,94

4 Be

9,01

5 B10

,81

6 C12

,01

7 N14

,01

8 O16

,00

9 F19

,00

10 Ne

20,1

8

1 H 1,01

2 He

4,00

90 Th

232,

04

91 Pa

231

,04

92 U2

38,0

3

93 Np

[237

]

94 Pu

[244

]

95 Am

[243

]

96 Cm

[247

]

97

Bk

[24

7]

98 Cf

[251

]

99

Es

[252

]

100

Fm

[257

]

101

Md

[258

]

102

No

[259

]

103 Lr

[262

]

58 Ce

140,

12

59

Pr

140,

91

60 Nd

144,

24

61 Pm

[145

]

62 Sm

150,

36

63 Eu

151,

96

64 Gd

157,

25

65

Tb

158,

92

66 Dy

162,

50

67 Ho

164,

93

68 Er

167,

26

69 Tm

168,

93

70 Yb

173,

04

71 Lu

174

,98

87 Fr

[223

]

88 Ra

[22

6]

89-1

03

Act

iníd

eos

105

Db

[26

2]

104

Rf

[261

]

107

Bh

[264

]

108

Hs

[277

]

109

Mt

[268

]

Nú

me

ro a

tóm

ico

Ele

men

to

Mas

sa a

tóm

ica

rela

tiva

110

Ds

[271

]

111

Rg

[272

]

89 Ac

[227

]

57 La

138,

91

106

Sg

[26

6]

1

2

34

56

78

910

11

12

13

14

15

16

17

18

715.V1/6

1. Leia atentamente as informações seguintes.

Mais de 70% da superfície da Terra está coberta por água, e 97% dessa água encontra-se nosoceanos.A água dos oceanos é uma solução aquosa extremamente complexa (Tabelas 1 e 2). Há cerca de1,5 × 1021 L de água salgada nos oceanos, dos quais 3,5% (em massa), em média, é matériadissolvida.

Tabela 1 Tabela 2

Define-se a salinidade de uma água do mar como a massa, em gramas, de sais dissolvidos numquilograma dessa água e expressa-se em partes por mil (%0). Embora a salinidade da água de umoceano varie consideravelmente de lugar para lugar, as proporções relativas dos elementospermanecem constantes.Há séculos que se estudam processos de dessalinização da água salgada, para obtenção de águapotável.O método mais antigo de dessalinização é a destilação. A dessalinização por congelação, que temestado a ser desenvolvida há vários anos, baseia-se no facto de que, quando uma solução aquosacongela, o sólido que se separa da solução é praticamente água pura. A dessalinização por osmoseinversa é, actualmente, muito utilizada e é economicamente o processo mais viável.

1.1. Com base na informação apresentada, seleccione a alternativa CORRECTA.

(A) A massa de sódio que se encontra na água dos oceanos é cerca de cinco vezes maior doque a massa de magnésio.

(B) A água existente nos rios representa 3% da água existente na Terra.

(C) A massa de cloreto de sódio dissolvida nos oceanos é calculada por g.

(D) A salinidade média da água dos oceanos é 35 partes por mil.

3,5 × 1,5 × 1021

——————–—100

Compostos mais abundantes na água

dos oceanos

Cloreto de sódio

Cloreto de magnésio

Sulfato de magnésio

Sulfato de cálcio

Cloreto de potássio

Carbonato de cálcio

Brometo de potássio � concentração

crescente

Composição média da água

dos oceanos

IãoConcentração

mássica / g dm–3

C�–

Br–

HCO3–

SO42 –

Na+

K+

Mg2+

Ca2+

19,22

10,07

10,14

12,51

10,70

10,39

11,29

10,40

V.S.F.F.

715.V1/7

1.2. Com base na informação apresentada, seleccione a alternativa INCORRECTA.

(A) O composto de fórmula química MgC�2 está dissolvido na água do oceano.

(B) A dessalinização da água salgada por destilação e a dessalinização por congelação

envolvem mudanças de fase.

(C) A dessalinização da água salgada por destilação é, dos três processos referidos, o mais

económico.

(D) A salinidade diminui em zonas oceânicas que recebem grandes descargas de água de

rios.

1.3. O esquema da figura 1 representa um processo simples de dessalinização da água salgada.

Fig. 1

1.3.1. Descreva num texto, com base no esquema da figura 1, como se obtém água

dessalinizada através deste processo.

1.3.2. Apresente duas desvantagens da aplicação deste processo em grande escala.

1.4. Recolheu-se uma amostra de 5,0 dm3 de água do oceano.

Calcule, com base nas informações apresentadas nas tabelas 1 e 2 e na Tabela Periódica, a

massa de cloreto de sódio obtida por evaporação completa da água da amostra referida.


715.V1/8

1.5. Para além de sais, também o CO2 atmosférico se dissolve na água do oceano, dissolução

essa que se pode traduzir pelo equilíbrio CO2(g) →← CO2(aq).

Seleccione a alternativa que permite completar correctamente a frase seguinte.

A solubilidade do CO2 na água é aumentada devido à ocorrência da reacção reversível

traduzida pela equação…

(A) ... CO2(aq) + H2O(�) →← 2 HCO3–(aq) + H3O

+(aq).

(B) ... CO2(aq) + 2 H2O(�) →← HCO3–(aq) + H3O

+(aq).

(C) ... CO2(aq) + H2O(�) →← HCO3–(aq) + H3O

+(aq).

(D) ... CO2(aq) + 2 H2O(�) →← HCO3+(aq) + H3O

+(aq).

1.6. O magnésio, Mg, e o bromo, Br, são extraídos comercialmente, em grande escala, da água do

oceano.

Classifique como verdadeira (V) ou falsa (F) cada uma das afirmações seguintes. Consulte a

Tabela Periódica.

(A) Os átomos de bromo e de flúor têm o mesmo número de electrões de valência.

(B) A configuração electrónica 1s2 2s2 2p6 3s1 3p1 pode corresponder a um átomo de

magnésio.

(C) O raio atómico do elemento bromo é superior ao raio iónico do anião brometo.

(D) A energia de primeira ionização do átomo de magnésio é inferior à energia de primeira

ionização do átomo de cloro.

(E) Os electrões do átomo de magnésio, no estado de energia mínima, estão distribuídos por

seis orbitais.

(F) Três electrões do átomo de bromo ocupam uma orbital cujos números quânticos, n, � e

m�, têm, respectivamente, os valores 1, 0 e 0.

(G) Os electrões do átomo de bromo, no estado de energia mínima, estão distribuídos por

orbitais de número quântico principal 1, 2, 3, 4 e 5.

(H) O magnésio e o bromo são elementos que pertencem, respectivamente, às famílias dos

metais alcalino-terrosos e dos halogéneos.

V.S.F.F.

715.V1/9

2. Um método utilizado, no início do século XX, para sinalizar a presença de barcos-farol quando havia

nevoeiro, consistia no seguinte: o barco-farol (A) emitia um sinal sonoro por uma sirene situada num

ponto elevado do barco e, simultaneamente, outro sinal sonoro por um emissor (um gongo) situado

debaixo de água. Ambos os sinais podiam ser detectados por outros barcos. Os tripulantes de um

barco (B) que se encontrasse na vizinhança obtinham a distância ao barco-farol cronometrando o

intervalo de tempo entre a chegada dos dois sinais sonoros (figura 2).

Fig. 2

2.1. Suponha que a temperatura do ar é de 20 ºC e que a temperatura da água do mar é de 25 ºC.

Calcule, utilizando dados da tabela 3 que considere apropriados, a distância entre os dois

barcos se os dois sinais sonoros forem detectados pelo barco (B) com uma diferença de 9 s.

Despreze os efeitos dos ventos e das correntes marítimas na propagação do som.


Tabela 3

Gases

1Material1 Velocidade do som / m s–1

Hidrogénio (0 °C) 1286

Hélio (0 °C) 972

Ar (20 °C) 343

Ar (0 °C) 331

Líquidos a 25 ºC

1Material1 Velocidade do som / m s–1

Glicerina 1904

Água do mar 1533

Água 1493

Mercúrio 1450

715.V1/10

2.2. Ondas sonoras utilizadas para detecção de objectos submersos (ondas de sonar) têmcomprimento de onda da ordem de 30 cm. Ondas electromagnéticas com o mesmocomprimento de onda são utilizadas no radar.

Indique duas diferenças nas características destes dois tipos de onda.

2.3. Uma partícula de um meio em que se propaga uma onda efectua um movimento oscilatórioharmónico simples. A equação que exprime a posição, x, da partícula que efectua estemovimento, em função do tempo, t , é x = 2,0 × 10–2 sin 24π t (SI).

Seleccione a alternativa CORRECTA.

(A) A amplitude do movimento é de 24 m.

(B) A frequência angular do movimento é de 24 π rad s–1.

(C) O período do movimento é de 2,0 × 10–2 s.

(D) A frequência angular do movimento é de 24 s–1.

V.S.F.F.

715.V1/11

3. O amoníaco é uma substância gasosa, à temperatura ambiente, de grande utilidade para asociedade em geral.Assim, para fornecer as indústrias e as actividades que dependem do amoníaco como matéria--prima, é necessário ter um processo industrial rendível para a sua produção, como é o caso doprocesso Haber-Bosch, que utiliza o azoto e o hidrogénio gasosos como reagentes, de acordo como seguinte equilíbrio:

N2(g) + 3 H2(g) →← 2 NH3(g)

A figura 3 traduz a percentagem molar de amoníaco, em equilíbrio, na mistura gasosa obtida a partir

de N2 e H2 para temperaturas no intervalo 400-600 ºC e a diferentes pressões.

Fig. 3

3.1. De acordo com a informação apresentada, seleccione a alternativa CORRECTA.

(A) Para uma mesma temperatura, quando a mistura reaccional é comprimida, a

percentagem molar de amoníaco obtida é menor.

(B) A síntese do amoníaco pelo método de Haber-Bosch é um processo endotérmico.

(C) Se ocorrer uma diminuição de temperatura, no sistema a pressão constante, a

percentagem molar de amoníaco obtida é maior.

(D) Se ocorrer um aumento de pressão, no sistema a temperatura constante, o equilíbrio

evolui no sentido inverso.

3.2. Num recipiente fechado de capacidade 2,00 L, a uma temperatura TA, foram colocados

1,00 mol de N2(g) e 3,00 mol de H2(g). Sabe-se que, ao atingir o equilíbrio, existem 0,080 mol de

NH3, 0,96 mol de N2(g) e 2,88 mol de H2(g).

Calcule a constante de equilíbrio, Kc, à temperatura TA.

Apresente todas as etapas de resolução, incluindo a expressão da constante de equilíbrio, Kc.

60

40

20

400 500 600 /ºC

500 atm

400 atm

300 atm

715.V1/12

3.3. Um balão contém 4,48 dm3 de amoníaco, NH3(g), em condições normais de pressão e

temperatura (PTN).

Seleccione a alternativa que permite calcular o número de moléculas de amoníaco que

existem no balão.

(A) N = moléculas

(B) N = × 6,02 × 1023 moléculas

(C) N = 4,48 × 22,4 × 6,02 × 1023 moléculas

(D) N = × 6,02 × 1023 moléculas

3.4. Suponha que trabalha como engenheiro(a) químico(a) numa unidade industrial de produção

de amoníaco.

Explique, num texto, de acordo com a informação apresentada, como poderia optimizar a

produção de amoníaco pelo processo de Haber-Bosch, tendo em conta a influência da

temperatura e da pressão, bem como a utilização de um catalisador.

3.5. A configuração electrónica de um átomo de azoto, no estado de menor energia, pode serrepresentada por [He] 2s2 2p3.Seleccione a alternativa que completa correctamente a frase:

A geometria de uma molécula de amoníaco é...

(A) ... piramidal triangular, e o átomo central possui apenas três pares de electrões.

(B) ... piramidal triangular, e o átomo central possui três pares de electrões ligantes e um nãoligante.

(C) ... triangular plana, e o átomo central possui apenas três pares de electrões.

(D) ... triangular plana, e o átomo central possui três pares de electrões ligantes e um nãoligante.

22,4———4,48

4,48———22,4

4,48—————————22,4 × 6,02 × 1023

V.S.F.F.

715.V1/13

4. Propôs-se a um grupo de alunos de uma Escola que criticassem e apresentassem sugestões sobre

um projecto de uma pequena pista de treino para um desporto em que vários atletas se deslocam

num trenó, ao longo de uma pista de gelo, procurando percorrê-la no mais curto intervalo de tempo

possível.

A pista é constituída por três percursos rectilíneos, com diferentes comprimentos e declives, e por

um percurso circular, como mostra a figura 4. Suponha que a trajectória do trenó no percurso

circular é horizontal, existindo uma parede vertical de gelo que o mantém nessa trajectória. Na

figura 4, o percurso circular BCD é apresentado em perspectiva.

O trenó deverá atingir o ponto F com velocidade nula e em segurança. Consideram-se

desprezáveis todos os atritos no percurso ABCDE, bem como a resistência do ar na totalidade do

percurso.

A massa total, m, do sistema trenó + atletas é de 300 kg, e o trenó parte do repouso no ponto A.

Fig. 4

4.1. Nas condições apresentadas, qual é a variação da energia potencial gravítica do sistema

constituído pela Terra e trenó + atletas, no percurso entre os pontos A e E?


(A) –9,19 × 104 J

(B) +9,19 × 104 J

(C) –1,22 × 105 J

(D) +1,22 × 105 J

4.2. Por questões de segurança, o módulo da aceleração do trenó não deverá ultrapassar no

percurso AB o valor 0,80 g, sendo g o módulo da aceleração gravítica à superfície da Terra.

No seu relatório, os alunos concluíram que, efectivamente, esta exigência foi cumprida.

Verifique esta conclusão, partindo de um argumento energético. Apresente todas as etapas de

resolução.

4.3. O módulo da velocidade, v, do trenó no ponto C é de 24,8 m s–1.

O módulo da força centrípeta que actua no sistema no ponto C é Fc = m , sendo r o raio

da trajectória circular.

Calcule a aceleração do sistema trenó + atletas no ponto C, indicando o módulo, a direcção e

o sentido. Apresente todas as etapas de resolução.

v2–—

r

) 30,0º

50,0º

40,0 m

40,6 m

50,0 m

F E

A

CB

D

715.V1/14

4.4. Qual dos seguintes gráficos melhor representa o valor da aceleração do sistema

trenó + atletas, em função da posição, �, ao longo do percurso AF?

4.5. Para que o trenó atinja o final da pista com velocidade nula, é necessária uma força de atrito

constante muito intensa no percurso EF.

Qual é a modificação que se pode efectuar nesse percurso, EF, para que o trenó atinja a

extremidade da pista com velocidade nula, mas sujeito a uma força de atrito de menor

intensidade?

4.6. Ao escreverem o relatório, alguns alunos discutiram se o módulo da velocidade do trenó se

manteria, ou não, constante no percurso horizontal circular BCD, tendo em conta que nesse

percurso há forças a actuar no trenó.

Escreva um texto em que justifique a conclusão que terá prevalecido no relatório.

FIM

(A) a

A

0

B C D�

(B) a

A0

B C D E�

(C) a

A0

B C D�

(D) a

A0

B C D�

E F F

E F E F

V.S.F.F.

715.V1/15

COTAÇÕES

1.

1.1. ......................................................................................................................................... 7 pontos

1.2. ......................................................................................................................................... 7 pontos

1.3.

1.3.1. ............................................................................................................................. 10 pontos

1.3.2. ............................................................................................................................. 8 pontos

1.4. ......................................................................................................................................... 15 pontos

1.5. ......................................................................................................................................... 7 pontos

1.6. ......................................................................................................................................... 8 pontos

2.

2.1. ......................................................................................................................................... 12 pontos

2.2. ......................................................................................................................................... 9 pontos

2.3. ......................................................................................................................................... 7 pontos

3.

3.1. ......................................................................................................................................... 7 pontos

3.2. ......................................................................................................................................... 12 pontos

3.3. ......................................................................................................................................... 7 pontos

3.4. ......................................................................................................................................... 14 pontos

3.5. ......................................................................................................................................... 7 pontos

4.

4.1. ......................................................................................................................................... 7 pontos

4.2. ......................................................................................................................................... 15 pontos

4.3. ......................................................................................................................................... 12 pontos

4.4. ......................................................................................................................................... 7 pontos

4.5. ......................................................................................................................................... 8 pontos

4.6. ......................................................................................................................................... 14 pontos

___________

TOTAL ....................................................... 200 pontos

715.V1/16


V.S.F.F.

715/C/1

COTAÇÕES

1.

1.1. ......................................................................................................................................... 7 pontos

1.2. ......................................................................................................................................... 7 pontos

1.3.

1.3.1. ............................................................................................................................. 10 pontos1.3.2. ............................................................................................................................. 8 pontos

1.4. ......................................................................................................................................... 15 pontos

1.5. ......................................................................................................................................... 7 pontos

1.6. ......................................................................................................................................... 8 pontos

2.

2.1. ......................................................................................................................................... 12 pontos

2.2. ......................................................................................................................................... 9 pontos

2.3. ......................................................................................................................................... 7 pontos

3.

3.1. ......................................................................................................................................... 7 pontos

3.2. ......................................................................................................................................... 12 pontos

3.3. ......................................................................................................................................... 7 pontos

3.4. ......................................................................................................................................... 14 pontos

3.5. ......................................................................................................................................... 7 pontos

4.

4.1. ......................................................................................................................................... 7 pontos

4.2. ......................................................................................................................................... 15 pontos

4.3. ......................................................................................................................................... 12 pontos

4.4. ......................................................................................................................................... 7 pontos

4.5. ......................................................................................................................................... 8 pontos

4.6. ......................................................................................................................................... 14 pontos___________

TOTAL ....................................................... 200 pontos




2006



• As classificações a atribuir a cada item são obrigatoriamente:– um número inteiro de pontos;– um dos valores apresentados nos respectivos critérios específicos de classificação.

• Todas as respostas dadas pelo examinando deverão estar legíveis e devidamente referenciadas, deforma que permitam a sua identificação inequívoca. Caso contrário, será atribuída a cotação de zero (0) pontos à(s) resposta(s) em causa.

• Se o examinando responder ao mesmo item mais do que uma vez, deverá ter eliminado, clara einequivocamente, a(s) resposta(s) que considerou incorrecta(s). No caso de tal não ter acontecido,será cotada a resposta que surge em primeiro lugar.

• Os cenários de metodologia de resposta apresentados para alguns itens abertos podem não esgotartodas as hipóteses de resposta. Deve ser atribuído um nível de desempenho equivalente se, emalternativa, o examinando apresentar uma outra metodologia de resolução igualmente correcta.

• Nos itens de escolha múltipla, se o examinando assinalar mais do que uma opção, deve ser atribuídaa cotação de zero pontos a esse item.

• Nos itens de verdadeiro/falso, são apresentadas nos critérios específicos as descrições dos níveisde desempenho, a que correspondem cotações fixas.

• Nos itens fechados de resposta curta, são apresentadas nos critérios específicos as descrições dosníveis de desempenho, a que correspondem cotações fixas.

• Se a resolução de um item envolve cálculos com grandezas vectoriais, o examinando poderá trabalharapenas com valores algébricos e, no final, fazer a caracterização vectorial das grandezas pedidas.

• Se a resolução de um item que envolve cálculos apresentar erro exclusivamente imputável àresolução numérica ocorrida num item anterior, ao item será atribuída a cotação total.

• Na escrita de qualquer equação química, quando esta tenha sido solicitada, será atribuída acotação de zero pontos se alguma das espécies químicas intervenientes estiver incorrectamenteescrita, se estiver incorrecta em função da reacção química em causa ou se a equação não estiverestequiométrica e electricamente acertada.

• Nos itens abertos em que é solicitada a escrita de um texto, os critérios de classificação estãoorganizados por níveis de desempenho, a que correspondem cotações fixas.O enquadramento das respostas num determinado nível de desempenho contempla aspectosrelativos aos conteúdos, à organização lógico-temática e à utilização de terminologia científica. Adescrição dos níveis referentes à organização lógico-temática e à terminologia científica é aseguinte:

Nível 3Composição coerente no plano lógico-temático (encadeamento lógico do discurso, deacordo com o solicitado no item). Utiliza a terminologia científica adequada / correcta.

Nível 2

Composição coerente no plano lógico-temático (encadeamento lógico do discurso, deacordo com o solicitado no item, podendo apresentar elementos irrelevantes). Utilizaocasionalmente terminologia científica não adequada e/ou com incorrecções.

Nível 1Composição com falhas no plano lógico-temático, mesmo que com correcta utilização determinologia científica.

715/C/2

• Nos itens abertos em que é solicitado o cálculo de uma grandeza, os critérios de classificaçãoestão organizados por níveis de desempenho, a que correspondem cotações fixas.

O enquadramento das respostas num determinado nível de desempenho contempla aspectosrelativos à metodologia de resolução e à existência, ou não, de erros de tipo 1(*) ou de tipo 2(**).

A descrição dos níveis de desempenho é a seguinte:

Se a resposta apresentar ausência de metodologia de resolução ou metodologia de resoluçãoincorrecta, ainda que com um resultado final correcto, a cotação a atribuir será zero pontos.

(*) Erros de tipo 1 – erros de cálculo numérico, transcrição incorrecta de dados, conversãoincorrecta de unidades ou ausência de unidades / unidades incorrectas noresultado final.

(**) Erros de tipo 2 – erros de cálculo analítico, erros na utilização de fórmulas e outros erros quenão possam ser incluídos no tipo 1.

• Se, nos itens abertos em que é solicitado o cálculo de uma grandeza, o examinando apresentarapenas o resultado final, mesmo que correcto, terá a cotação de zero (0) pontos.

Nível 4

Metodologia de resolução correcta.Ausência de erros.Resultado final correcto.

Cotação

total

Nível 3

Metodologia de resolução correcta.Resultado final incorrecto, resultante apenas de erros de tipo 1,qualquer que seja o seu número.

Nível 2

Metodologia de resolução correcta.Resultado final incorrecto, resultante de um único erro de tipo 2,qualquer que seja o número de erros de tipo 1.

Nível 1

Metodologia de resolução correcta.Resultado final incorrecto, resultante de mais do que um erro de tipo 2,qualquer que seja o número de erros de tipo 1.

ouMetodologia de resolução parcialmente correcta, isto é, apresentaçãocorrecta de, pelo menos, uma das etapas de resolução consideradascomo mínimas.

V.S.F.F.

715/C/3

CRITÉRIOS DE CLASSIFICAÇÃO ESPECÍFICOS

1.1. Versão 1 – (D); Versão 2 – (B) ................................................................................... 7 pontos

1.2. Versão 1 – (C); Versão 2 – (D) ................................................................................... 7 pontos

1.3.1. .................................................................................................................................... 10 pontosA composição deve contemplar os seguintes tópicos:

• Por acção da radiação solar que atravessa o tecto de vidro, a água do tanque evapora.

• No tecto de vidro, o vapor de água condensa e, devido à inclinação do vidro, a água líquidaé recolhida nos tanques laterais.



Se o examinando referir apenas 1 tópico:

– atribuir a cotação de 5 pontos se este estiver correcto;– atribuir a cotação de 4 pontos se for utilizada ocasionalmente uma terminologia científica não

adequada e/ou com incorrecções.

1.3.2. ................................................................................................................................... 8 pontosExemplos de desvantagens que podem ser referidas:

• Este processo exige tanques que ocupam grandes superfícies.

• É um processo muito lento de obtenção de água dessalinizada.

• A eficiência deste processo depende da intensidade da radiação solar.

Nota: Se o examinando apresentar mais de duas desvantagens, devem ser consideradas apenas as duas primeiras.

1.4. ...................................................................................................................................... 15 pontosUma metodologia de resolução deverá apresentar, no mínimo, as seguintes etapas de resoluçãopara ser considerada correcta:

• Calcula a quantidade n(Na+) = 2,33 mol existente em 5,0 dm3 de água do oceano.

• Escreve n(NaC�) = n(Na+) e obtém m (m (NaC�) = 1,36 × 102 g).Nota: Se o examinando utilizar a mesma metodologia de resolução para o ião C�–, considerar que cometeu um erro de

tipo 2.

Apresenta 2 exemplos correctos. 8 pontos

Apresenta, apenas, 1 exemplo correcto ou umexemplo correcto e outro incorrecto.

4 pontos

Forma

Conteúdo


A composição contemplaos 2 tópicos.

10 pontos 9 pontos 8 pontos

715/C/4


Erros de tipo 1 – erros de cálculo numérico, transcrição incorrecta de dados, conversãoincorrecta de unidades ou ausência de unidades / unidades incorrectas noresultado final.

Erros de tipo 2 – erros de cálculo analítico, erros na utilização de fórmulas e outros erros que nãopossam ser incluídos no tipo 1.

1.5. Versão 1 – (B); Versão 2 – (B) ................................................................................... 7 pontos

1.6. Versão 1 – Verdadeiras (A), (B), (D), (E), (H); Falsas (C), (F), (G) ............................ 8 pontos1.6. Versão 2 – Verdadeiras (B), (D), (E), (F), (G); Falsas (A), (C), (H)


N.º de afirmações assinaladas

correctamente

Cotação a

atribuir

7 ou 8 8 pontos

5 ou 6 6 pontos

3 ou 4 3 pontos


Nível 4


15 pontos

Nível 3


12 pontos

Nível 2


9 pontos

Nível 1



3 pontos

V.S.F.F.

715/C/5

2.1. ...................................................................................................................................... 12 pontos

Uma metodologia de resolução deve apresentar, no mínimo, as seguintes etapas de resolução,para ser considerada correcta:

• Utiliza as igualdades d = vágua tágua = var tar para obter uma expressão da distância entre osbarcos, d, em função da diferença dos intervalos de tempo para os dois sinais sonorosatingirem o barco B.

• Calcula a distância entre os dois barcos (d = 4 × 103 m).




2.2. ...................................................................................................................................... 9 pontosExemplos de diferenças entre estes tipos de ondas:

• As ondas sonoras exigem um meio material para se propagarem, ao contrário das ondaselectromagnéticas.ou

• As ondas sonoras não se propagam no vácuo, ao contrário das ondas electromagnéticas.

• As frequências das duas ondas são diferentes.

• As velocidades de propagação das ondas são diferentes.

• As ondas sonoras são longitudinais e as ondas electromagnéticas são transversais.

Nota: Se o examinando apresentar mais de dois exemplos, devem ser considerados apenas os dois primeiros.

Nível 4


12 pontos

Nível 3


10 pontos

Nível 2


7 pontos

Nível 1



3 pontos

715/C/6

2.3. Versão 1 – (B); Versão 2 – (C) ................................................................................... 7 pontos

3.1. Versão 1 – (C); Versão 2 – (C) ................................................................................... 7 pontos

3.2. ...................................................................................................................................... 12 pontosUma metodologia de resolução deve apresentar, no mínimo, as seguintes etapas de resolução,para ser considerada correcta:

• Escreve a expressão de Kc .

• Escreve como calcular as concentrações de N2(g), H2(g) e NH3(g) no equilíbrio.

• Substituindo, na expressão de Kc, as concentrações de N2(g), H2(g) e NH3(g), obtém Kc

(Kc = 1,1 × 10–3).




3.3. Versão 1 – (B); Versão 2 – (A) ................................................................................... 7 pontos

Nível 4


12 pontos

Nível 3


10 pontos

Nível 2


7 pontos

Nível 1



3 pontos

Apresenta 2 exemplos correctos. 9 pontos

Apresenta, apenas, 1 exemplo correcto ou umexemplo correcto e outro incorrecto.

5 pontos

V.S.F.F.

715/C/7

3.4. ...................................................................................................................................... 14 pontos


• Atendendo à estequiometria da reacção e ao facto de esta ser exotérmica, pelo princípio de LeChatelier, a reacção é favorecida por utilização de temperaturas baixas e pressões elevadas.

• Utilizando temperaturas demasiado baixas, a rapidez de reacção directa diminui; por isso,devem ser usadas temperaturas não muito baixas.

• Utilizando pressões demasiado elevadas, aumentam-se os riscos de acidente; por isso, devemser usadas pressões moderadas, para aumentar a segurança do processo.

• O uso de um catalisador também optimiza o processo, porque o torna mais rápido.

A classificação deste item utiliza os níveis de desempenho registados nos critérios gerais,

apresentados de acordo com os tópicos descritos.




3.5. Versão 1 – (B); Versão 2 – (B) ................................................................................... 7 pontos

4.1. Versão 1 – (C); Versão 2 – (A) ................................................................................... 7 pontos

Forma

Conteúdo


A composição contempla 4tópicos.


A composição contempla3 tópicos.


A composição contempla2 tópicos.


715/C/8


• Utiliza a expressão entre os pontos A e B, para obter

• Utiliza a expressão da cinemática .

• Igualando as expressões anteriores, obtém

ou

• Utiliza a expressão entre os pontos A e B, para obter

• Utiliza a expressão entre os pontos A e B, , para obter .

• Igualando as expressões anteriores, obtém

Nota: Se o examinando obtiver o valor de a utilizando, apenas, a expressão a = g sin θ, atribuir a cotação de 3 pontos.




Nível 4


15 pontos

Nível 3


12 pontos

Nível 2


9 pontos

Nível 1



3 pontos

= = <a g g gsin50º 0,77 0,80 .

=2B AB2v aL=maL mv 2

AB B1

2= ∆FW E

res C

v2B = 80g sin50º.∆ = ∆E EP C

= = <a g g gsin50º 0,77 0,80 .

=2B AB2v aL

v2B = 80g sin50º.∆ = ∆E EP C

V.S.F.F.

715/C/9


• Utiliza , para calcular o módulo da aceleração do sistema (ac = 24,6 ms–2).

• A direcção da aceleração é radial; o sentido aponta para o centro da trajectória circular.




4.4. Versão 1 – (C); Versão 2 – (B) ................................................................................... 7 pontos

4.5. ...................................................................................................................................... 8 pontos Utilizar o percurso EF com o mesmo comprimento, mas com declive superior a zero.ouUtilizar um percurso horizontal mais comprido.

Nível 4


12 pontos

Nível 3


10 pontos

Nível 2


7 pontos

Nível 1



3 pontos

ac =v2__r

715/C/10

4.6. ...................................................................................................................................... 14 pontosA composição deve contemplar os seguintes tópicos:

• As forças que actuam no trenó têm direcção perpendicular ao deslocamento, em cada pontoda trajectória circular, pelo que não realizam trabalho sobre o trenó.

• Aplicando o teorema da energia cinética, conclui-se que se mantém constante a energiacinética do trenó e, consequentemente, o módulo da sua velocidade.

A classificação deste item utiliza os níveis de desempenho registados nos critérios gerais,

apresentados de acordo com os tópicos descritos.




Forma

Conteúdo


A composição contemplaos 2 tópicos.


V.S.F.F.

715/C/11

Esclarecimento aos Critérios de Classificação do Exame de Física e Química A (715) 1.ª Fase

Item 4.3

Exemplo C distribuído na reunião com Supervisores

Embora a linguagem utilizada, na última parte da resposta dada a este item, seja pouco rigorosa, deve ser aceite como preenchendo os requisitos da última etapa definida no respectivo critério.

Exemplo C

"(...) A direcção é horizontal, sentido da direita para a esquerda e o módulo é de 2,46x105 m/s

2.

"

EX

AM

ES

NA

CIO

NA

IS D

O E

NS

INO

SE

CU

ND

ÁR

IO, 2

006

– 1

.ª F

AS

E

GR

EL

HA

DE

CL

AS

SIF

ICA

ÇÃ

O

– F

ÍSIC

A E

QU

ÍMIC

A –

A (

Có

d.

715

)

1.

2.

3.

4.

Có

dig

o

Co

nfi

de

ncia

l

da E

sc

ola

Nú

mero

Co

nve

nc

ion

al

da P

rova

1.1

.

(7)

1.2

.

(7)

1.3

.1.

(10

) 1.3

.2.

(8)

1.4

.

(15

) 1.5

.

(7)

1.6

.

(8)

2.1

.

(12

) 2.2

.

(9)

2.3

.

(7)

3.1

.

(7)

3.2

.

(12

) 3.3

.

(7)

3.4

.

(14

) 3.5

.

(7)

4.1

.

(7)

4.2

.

(15

) 4.3

.

(12

) 4.4

.

(7)

4.5

.

(8)

4.6

.

(14

)

TO

TA

L

DA

PR

OV

A

(200

)

Dat

a __

___

/___

__/

___

__

O

Pro

fess

or C

lass

ifica

dor

___

____

___

___

___

___

___

___

____

___

___

___

___

___

___

____

___

PROVA 715/16 Págs.




2006


V.S.F.F.

715.V1/1

VERSÃO 1

Na sua folha de respostas, indique claramente aversão da prova.

A ausência dessa indicação implica a anulação detodos os itens de escolha múltipla e deverdadeiro/falso.




– É atribuída a cotação de zero pontos aos itens em que apresente:


correcta);



modo bem legível.

Nos itens de Verdadeiro/Falso, não transcreva as frases, registe

apenas as letras (A), (B), (C), etc. Escreva, na sua folha de respostas,

um V para as afirmações que considerar Verdadeiras e um F para as

afirmações que considerar Falsas.





apresentar todas as etapas de resolução.




Formulário.


Utilize apenas caneta ou esferográfica de tinta azul ou preta (excepto nas

respostas que impliquem a elaboração de construções, desenhos ou

outras representações).






715.V1/2

V.S.F.F.

715.V1/3

CONSTANTES

FORMULÁRIO

• Concentração de solução ......................................................................... c = n – quantidade de substância (soluto)V – volume de solução

• Quantidade de substância ......................................................................... n = M – massa molarm – massa

• Massa volúmica .......................................................................................... ρ = m – massaV – volume


n – quantidade de substânciaNA – constante de Avogadro

• Volume molar de um gás .......................................................................... Vm = V – volume do gásn – quantidade de substância do gás

• Relação entre pH e a concentração de H3O+ ........................................... pH = –log Ö[H3O

+] / mol dm–3×



(de grau Fahrenheit para grau Celsius) .................................................. θ / ºC = (θ / ºF – 32)T – temperatura absolutaθ – temperatura


Einc – energia da radiação incidente no metalW – energia para remover um electrão do metal Ecin – energia cinética do electrão removido

5–—9

V–—n

m–—V

m–—M

n–—V



junto à superfície da Terrag = 10 m s–2


Constante da Gravitação Universal G = 6,67 × 10–11 N m2 kg–2


Constante de Stefan-Boltzmann σ = 5,67 × 10–8 W m–2 K– 4




durante o intervalo de tempo ∆t ................................................................ E = I U ∆tI – intensidade da corrente eléctrica no geradorU – diferença de potencial entre os terminais do gerador

• Comprimento de onda................................................................................ λ = f – frequência do movimento ondulatóriov – módulo da velocidade de propagação da onda


P – potência total irradiada por um corpoe – emissividade do material de que é constituído o corpoσ – constante de Stefan-BoltzmannA – área da superfície do corpoT – temperatura absoluta do corpo

• 1.ª Lei da Termodinâmica........................................................................... ∆ U = W + Q + R∆ U – variação da energia interna do sistemaW – energia transferida para fora do sistema ou recebida do exterior como trabalhoQ – energia transferida para fora do sistema ou recebida do exterior como calorR – energia transferida para fora do sistema ou recebida do exterior como radiação


, cujo ponto





– soma dos trabalhos das forças que actuam numcorpo, num determinado intervalo de tempo

∆Ecin – variação da energia cinética do corpo no mesmo intervalo de tempo


A,B = –F→

B,A

F→


F→



pontual m1 (m2) na massa pontual m2 (m1).............................................. Fg = GG – constante da gravitação universald – distância entre as duas massas

• 2.ª Lei de Newton ........................................................................................ F→

= m a→

F→




.................................. F→

= q E→



.....................θ – ângulo entre a direcção do campo e a direcção perpendicular à superfície

θΦ = BAm cos

m1 m2–—–—d2

∑Wi

i

= ∆∑ i cini

W E

v–—

f

715.V1/4




i – ângulo de incidênciar – ângulo de refracçãon21 – razão dos índices de refracção, respectivamente, do meio em que



v = v0 + at

x = x0 + v0t + 1_ at 2

2

v 2 = v02 + 2a (x – x0)

x = x0 + 1_ (v0 + v) t2



sin i–—–sin r

|∆Φm|–——

∆t

V.S.F.F.

715.V1/5

TA

BE

LA

PE

RIÓ

DIC

A D

OS

EL

EM

EN

TO

S

55 Cs

132,

91

56 Ba

137,

33

57-7

1

La

nta

níd

eos

72 Hf

178,

49

73 Ta

180,

95

74 W1

83,8

4

75 Re

186,

21

76 Os

190,

23

77 Ir

192,

22

78 Pt

195,

08

79 Au

196,

97

80 Hg

200

,59

81 T20

4,38

82 Pb

207,

21

83

Bi

208

,98

84

Po

[20

8,98

]

85 At

[209

,99]

86 Rn

[222

,02]

37 Rb

85,4

7

38 Sr

87,6

2

39 Y88

,91

40 Zr

91,2

2

41 Nb

92,9

1

42 Mo

95,9

4

43

Tc

97,9

1

44 Ru

101,

07

45 Rh

102,

91

46 Pd

106,

42

47 Ag

107,

87

48 Cd

112,

41

49 In

114,

82

50 Sn

118,

71

51 Sb

121,

76

52 Te

127

,60

53 I

126,

90

54

Xe

131

,29

19 K39

,10

20

Ca

40,0

8

21 Sc

44,9

6

22 Ti

47,8

7

23 V50

,94

24 Cr

52,0

0

25 Mn

54,9

4

26 Fe

55,

85

27 Co

58,9

3

28 Ni

58,6

9

29 Cu

63,5

5

30 Zn

65,4

1

31 Ga

69,7

2

32 Ge

72,6

4

33 As

74,9

2

34 Se

78,9

6

35 Br

79,9

0

36 Kr

83,8

0

11 Na

22,9

9

12 Mg

24,3

1

13 A26

,98

14 Si

28,0

9

15 P3

0,97

16 S32

,07

17 C35

,45

18 Ar

39,9

5

3 Li

6,94

4 Be

9,01

5 B10

,81

6 C12

,01

7 N14

,01

8 O16

,00

9 F19

,00

10 Ne

20,1

8

1 H 1,01

2 He

4,00

90 Th

232,

04

91 Pa

231

,04

92 U2

38,0

3

93 Np

[237

]

94 Pu

[244

]

95 Am

[243

]

96 Cm

[247

]

97

Bk

[24

7]

98 Cf

[251

]

99

Es

[252

]

100

Fm

[257

]

101

Md

[258

]

102

No

[259

]

103 Lr

[262

]

58 Ce

140,

12

59

Pr

140,

91

60 Nd

144,

24

61 Pm

[145

]

62 Sm

150,

36

63 Eu

151,

96

64 Gd

157,

25

65

Tb

158,

92

66 Dy

162,

50

67 Ho

164,

93

68 Er

167,

26

69 Tm

168,

93

70 Yb

173,

04

71 Lu

174

,98

87 Fr

[223

]

88 Ra

[22

6]

89-1

03

Act

iníd

eos

105

Db

[26

2]

104

Rf

[261

]

107

Bh

[264

]

108

Hs

[277

]

109

Mt

[268

]

Nú

me

ro a

tóm

ico

Ele

men

to

Mas

sa a

tóm

ica

rela

tiva

110

Ds

[271

]

111

Rg

[272

]

89 Ac

[227

]

57 La

138,

91

106

Sg

[26

6]

1

2

34

56

78

910

11

12

13

14

15

16

17

18

715.V1/6

1. Leia atentamente o texto seguinte:

Há 10 ou 20 mil milhões de anos sucedeu o Big Bang, o acontecimento que deu origem ao nossoUniverso. Toda a matéria e toda a energia que actualmente se encontram no Universo estavamconcentradas, com densidade extremamente elevada (superior a 5 × 1016 kg m–3) – uma espéciede ovo cósmico, reminiscente dos mitos da criação de muitas culturas – talvez num pontomatemático, sem quaisquer dimensões. Nessa titânica explosão cósmica o Universo iniciou umaexpansão que nunca mais cessou. À medida que o espaço se estendia, a matéria e a energia doUniverso expandiam-se com ele e arrefeciam rapidamente. A radiação da bola de fogo cósmicaque, então como agora, enchia o Universo, varria o espectro electromagnético, desde os raiosgama e os raios X à luz ultravioleta e, passando pelo arco-íris das cores do espectro visível, até àsregiões de infravermelhos e das ondas de rádio.

O Universo estava cheio de radiação e de matéria, constituída inicialmente por hidrogénio e hélio,formados a partir das partículas elementares da densa bola de fogo primitiva. Dentro das galáxiasnascentes havia nuvens muito mais pequenas, que simultaneamente sofriam o colapsogravitacional; as temperaturas interiores tornavam-se muito elevadas, iniciavam-se reacçõestermonucleares e apareceram as primeiras estrelas. As jovens estrelas quentes e maciçasevoluíram rapidamente, gastando descuidadamente o seu capital de hidrogénio combustível,terminando em breve as suas vidas em brilhantes explosões – supernovas – devolvendo as cinzastermonucleares – hélio, carbono, oxigénio e elementos mais pesados – ao gás interestelar, parasubsequentes gerações de estrelas.

O afastamento das galáxias é uma prova da ocorrência do Big Bang, mas não é a única. Uma provaindependente deriva da radiação de microondas de fundo, detectada com absoluta uniformidadeem todas as direcções do cosmos, com a intensidade que actualmente seria de esperar para aradiação, agora substancialmente arrefecida, do Big Bang.

In Carl Sagan, Cosmos, Gradiva, Lisboa, 2001 (adaptado)

1.1. De acordo com o texto, seleccione a alternativa CORRECTA.

(A) A densidade do Universo tem vindo a aumentar.

(B) Os primeiros elementos que se formaram foram o hidrogénio e o hélio.

(C) O Universo foi muito mais frio no passado.

(D) O volume do Universo tem vindo a diminuir.

1.2. De acordo com o texto, seleccione, entre as alternativas apresentadas, a que corresponde aduas provas da existência do Big Bang.

(A) A existência de buracos negros e a expansão do Universo.

(B) A aglomeração das galáxias em enxames de galáxias e a diversidade de elementosquímicos no Universo.

(C) O desvio para o vermelho da radiação das galáxias e a libertação de radiação gamaaquando da formação do deutério.

(D) A expansão do Universo e a detecção de radiação cósmica de microondas.

V.S.F.F.

715.V1/7

1.3. Seleccione a alternativa que permite substituir correctamente a letra A, de forma que aseguinte equação traduza a fusão de um núcleo de deutério com um protão, com libertaçãode radiação gama.

12H+ + 1

1H+ → A + γ

(A) 24He2+

(B) 23He+

(C) 23He2+

(D) 24He+

1.4. As estrelas são muitas vezes classificadas pela sua cor. O gráfico da figura 1 representa aintensidade da radiação emitida por uma estrela, a determinada temperatura, em função docomprimento de onda da radiação emitida.

Fig. 1

1.4.1. Indique a cor da radiação visível emitida com maior intensidade pela estrela.

1.4.2. Seleccione a alternativa que permite calcular, no Sistema Internacional, a temperaturada estrela, para a qual é máxima a potência irradiada, sabendo que essa temperaturacorresponde a um comprimento de onda de 290 nm e que λT = 2,898 × 10–3 m K.

(A) T =

(B) T = – 273,15 ºC

(C) T =

(D) T = – 273,15 ºC2,90 × 10–7

————————2,898 × 10–3

3

7

2,898 10K

2,90 10

−

−

×

×

2,898 × 10–3

————————290 × 10–9

−32,898×10K

290

500 1000 1500 Comprimento de onda / nm

UV visível IV

715.V1/8

1.4.3. A radiação emitida por uma estrela também nos pode dar informação sobre a suacomposição química.

Escreva um texto onde explique por que razão se pode concluir, por comparação doespectro solar com os espectros de emissão do hidrogénio e do hélio, que esteselementos estão presentes na atmosfera solar.

1.5. O efeito fotoeléctrico consiste na remoção de electrões de um metal quando sobre ele incideuma radiação adequada.


(A) Para cada metal, o efeito fotoeléctrico ocorre, seja qual for a radiação incidente, desde

que se aumente suficientemente a intensidade desta radiação.

(B) Se uma radiação vermelha é capaz de remover electrões de um determinado metal, o

mesmo acontecerá com uma radiação azul.

(C) A energia cinética dos electrões emitidos por uma chapa metálica na qual incide radiação

depende não só da natureza do metal, mas também da radiação incidente.

(D) Existindo efeito fotoeléctrico, dois feixes de radiação, um ultravioleta e o outro visível, com

a mesma intensidade, ao incidirem sobre um determinado metal, ambos produzem a

ejecção de electrões com a mesma velocidade.

(E) Existindo efeito fotoeléctrico, os electrões mais fortemente atraídos pelos núcleos dos

átomos do metal em que incide uma radiação são ejectados com menor velocidade.

(F) O número de electrões emitidos por uma chapa metálica na qual incide uma radiação

depende da frequência dessa mesma radiação.

(G) O número de electrões emitidos por uma chapa metálica na qual incide uma radiação

depende da intensidade dessa mesma radiação.

(H) Se um dado metal possui energia de remoção A, ao fazer incidir sobre ele uma radiação

de energia 3A, serão ejectados electrões com energia cinética A.

1.6. Os painéis fotovoltaicos são utilizados para produzir energia eléctrica a partir da energia solar.Suponha que a energia solar total incidente no solo durante um ano, na localidade onde vive, é1,10 × 1010 J m–2.

Calcule a área de painéis fotovoltaicos necessária para um gasto diário médio de electricidadede 21,0 kW h, se instalar na sua casa painéis com um rendimento de 25%.


V.S.F.F.

715.V1/9

2. No Decreto-Lei n.º 236/98, de 1 de Agosto, definem-se critérios e normas da qualidade da água,com a finalidade de a proteger, preservar e melhorar, em função das suas principais utilizações.

2.1. A desinfecção da água das piscinas é um dos procedimentos essenciais para que a qualidadeda água esteja de acordo com os padrões aceitáveis estabelecidos pela lei.Existem vários sistemas de desinfecção da água. Um deles recorre ao cloro em estado gasoso.Quando presente na água, o cloro gasoso reage de acordo com as seguintes equações químicas:

C�2(g) + 2 H2O(�) →← H3O+(aq) + C�–(aq) + HC�O(aq) (1)

HC�O(aq) + H2O(�) →← H3O+(aq) + C�O–(aq) (2)

A experiência demonstra que, de entre as espécies químicas que contêm cloro, o HC�O é ocomposto mais eficaz no processo de desinfecção. O valor do pH é um dos parâmetros acontrolar para assegurar a eficácia do processo de desinfecção de uma água.O gráfico da figura 2 relaciona a percentagem relativa de HC�O e de C�O– com o pH da águade uma piscina, à temperatura de 20 ºC.

Fig. 2

2.1.1. Escreva um texto em que explique, com base na informação apresentada, o que sepode concluir sobre a eficácia do processo de desinfecção da água de uma piscina queapresenta um valor de pH igual a 9.

2.1.2. Um dos sistemas de desinfecção da água das piscinas baseia-se na electrólise de umasolução aquosa concentrada de cloreto de sódio (NaC�), para obtenção do C�2(g).Neste processo a reacção global traduz-se pela equação química:

2 H2O(�) + 2 C�–(aq) → H2(g) + C�2(g) + 2 OH–(aq)

Com base na informação apresentada, seleccione a alternativa INCORRECTA.

(A) O número de oxidação do cloro na molécula C�2 é 0 (zero).

(B) Nesta reacção, os iões C�– oxidam-se e, simultaneamente, as moléculas de H2Oreduzem-se.

(C) Para esta reacção, os pares conjugados de oxidação-redução são: H2O/ H2 e C�2 /C�–.

(D) A reacção de oxidação pode traduzir-se pela equação:2 C�–(aq) + 2 e– → C�2 (g).

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

04 5 6 7 8 9 10 11

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

pH

715.V1/10

2.2. No tratamento de certas águas destinadas ao consumo humano, é necessário adicionar-lhessulfato de alumínio. O excesso de alumínio é precipitado sob a forma de hidróxido (A�(OH)3).O Valor Máximo Recomendável (valor paramétrico) do ião alumínio de uma água paraconsumo humano é 1,85 × 10–6 mol L–1.

2.2.1. Seleccione a alternativa que permite calcular, em mg mL–1, o Valor MáximoRecomendável do ião alumínio de uma água para consumo humano.Consulte a Tabela Periódica.

(A) mg mL–1

(B) mg mL–1

(C) mg mL–1

(D) mg mL–1

2.2.2. Uma amostra de 1,0 L de uma água sujeita ao tratamento referido contém 3,16 × 10–6 mol de iões H3O

+, à temperatura de 25 ºC.

Verifique, com base na informação apresentada, que esta água é adequada aoconsumo humano.


Ks(A��(OH)3) = 1,80 × 10–33 (a 25 ºC)

1,85 × 10–6 × 26,98 × 103 × 103

1,85 × 10–6 × 103 × 103___________________

26,98

1,85 × 10–6 × 103______________

26,98 × 103

1,85 × 10–6 × 26,98 × 103_____________________

103

V.S.F.F.

715.V1/11

3. Num laboratório de uma escola, três grupos de alunos (A, B e C) realizaram titulações ácido-basedas soluções ácidas: HNO3(aq) e HC�(aq). Os grupos usaram o mesmo titulante, de concentraçãoc, uma solução aquosa de NaOH, tendo registado os seguintes resultados:

3.1. De acordo com a informação apresentada, seleccione a alternativa CORRECTA.

(A) Os grupos A e C podem ter titulado soluções de concentrações iguais.

(B) Os grupos A e B podem ter titulado soluções de concentrações diferentes.

(C) Os grupos B e C titularam volumes iguais de soluções ácidas.

(D) O grupo B titulou o dobro do volume de solução ácida titulado pelo grupo A.

Ka(HC��) muito elevado

Ka(HNO3) muito elevado

3.2. No laboratório dessa escola, existe uma lista de reagentes, material e equipamento disponíveis,a partir da qual outro grupo de alunos escolheu o que necessitou para realizar a titulação de umasolução aquosa de ácido clorídrico, HC�.

Lista de reagentes, material e equipamento:

De entre esta lista, o grupo começou por seleccionar a solução-padrão de NaOH 0,100 mol dm–3

e o agitador magnético.

Indique os outros sete elementos da lista que o grupo teve de escolher para realizar, com amaior exactidão possível, a titulação de 20,00 cm3 de solução aquosa ácida.

Se indicar mais do que sete elementos, a resposta terá a cotação de zero pontos.

Indicador ácido-base (azul de bromofenol – Zona de viragem: 2,8 – 4,6)

Pipeta graduada de 50,00 mL

Solução-padrão de NaOH 0,100 mol dm–3 Condensador de Liebig

Espátula Agitador magnético

Bureta de 25,00 mL Gobelé

Termómetro Balança

Pipeta volumétrica de 20,00 mL Cronómetro

Vidro de relógio Conjunto garra e noz

Pompete Medidor de pH de bolso

Proveta de 20 mL Suporte universal

GrupospH do titulado no início

da titulação

Volume de titulante

gasto no ponto

de equivalência / ±0,05 cm3

A

B

C

3

3

2

4,00

8,00

8,00

715.V1/12

4. Quando, nos anos 60 do século XX, os satélites geostacionários se tornaram uma realidade, foipossível utilizá-los para as comunicações a longa distância e outros fins, que têm vindo a modificara forma como vivemos, trabalhamos e passamos os tempos livres.

4.1. Mencione duas outras utilizações claramente positivas do uso de satélites geostacionários.

4.2. Dois astronautas com massas diferentes encontram-se no interior de um satélitegeostacionário, em repouso em relação às paredes do satélite.


(A) As forças gravíticas que actuam nos dois astronautas, resultantes da interacção com aTerra, são nulas.

(B) As forças gravíticas que actuam nos dois astronautas, resultantes da interacção com aTerra, são diferentes de zero e iguais em módulo.

(C) Ambos os astronautas possuem aceleração nula, em relação a um sistema de referênciacom origem no centro da Terra.

(D) Os valores absolutos das acelerações dos astronautas, em relação a um sistema dereferência com origem no centro da Terra, são iguais.

4.3. Seleccione a alternativa que permite escrever uma afirmação CORRECTA.

A altitude de um satélite geostacionário terrestre depende…

(A) … da massa do satélite.

(B) … do módulo da velocidade linear do satélite.

(C) … da massa da Terra.

(D) … da velocidade de lançamento do satélite.

4.4. Um satélite geostacionário de massa m = 5,0 × 103 kg encontra-se num ponto situado na

vertical do equador, movendo-se com velocidade de módulo, v, a uma distância, r, do centro

da Terra. O módulo da força centrípeta que actua no satélite é Fc = m .

Calcule, apresentando todas as etapas de resolução:

4.4.1. o módulo da velocidade angular do satélite em relação ao centro da Terra.

4.4.2. o módulo da força gravítica que actua no satélite, devido à interacção com a Terra.

v2–—

r

V.S.F.F.

715.V1/13

4.5. Antes da existência de satélites geostacionários, a observação da Terra era efectuada muitasvezes através da utilização da fotografia e outros meios, a partir de balões, dirigíveis ou aviõesa altitudes muito inferiores às dos actuais satélites artificiais. Em alguns casos, as fotografiasobtidas eram simplesmente lançadas em sacos para a Terra, onde eram recuperadas.

4.5.1. Um balão de observação, B, encontra-se sobre o mar (figura 3). Um feixe luminosoque, com origem no objecto submerso S, é detectado pelo observador, no balão, fazum ângulo α = 20,0º com a normal quando atinge a superfície de separação da águacom o ar. O índice de refracção do ar é nar = 1,0, e o índice de refracção da água énágua = 1,3.

Seleccione o valor CORRECTO do ângulo β da figura 3.

(A) 30,5º

(B) 26,4º

(C) 22,1º

(D) 20,0º

Fig. 3

�

�

�

��

��

�

715.V1/14

4.5.2. Suponha que um balão de observação está em repouso, a uma altitude de 50 m acimado mar. Uma pessoa no interior da barquinha do balão lança um objecto, na horizontal,com velocidade inicial de módulo v0 = 20,0 m s–1.

Calcule o módulo da velocidade do objecto quando este atinge a superfície da água. Despreze a resistência do ar.Apresente todas as etapas de resolução.

4.5.3. Um objecto é lançado de um balão de observação para o mar.


(A) A energia cinética do objecto ao atingir o mar é a mesma, quer se despreze, ounão, a resistência do ar.

(B) A energia mecânica do sistema objecto + Terra, no instante em que o objectoatinge o mar, é maior quando se despreza a resistência do ar do que quando nãose despreza essa resistência.

(C) A energia potencial do sistema objecto + Terra, no instante em que o objectoatinge o mar, é menor quando se despreza a resistência do ar do que quando nãose despreza essa resistência.

(D) A energia mecânica do sistema objecto + Terra, no instante em que o objectoatinge o mar, é a mesma, quer se despreze, ou não, a resistência do ar.

FIM

V.S.F.F.

715.V1/15

COTAÇÕES

1.

1.1. .................................................................................................................. 7 pontos

1.2. .................................................................................................................. 7 pontos

1.3. .................................................................................................................. 7 pontos

1.4.

1.4.1. ...................................................................................................... 6 pontos

1.4.2. ...................................................................................................... 7 pontos

1.4.3. ...................................................................................................... 14 pontos

1.5. .................................................................................................................. 8 pontos

1.6. .................................................................................................................. 15 pontos

2.

2.1.

2.1.1. ...................................................................................................... 12 pontos

2.1.2. ...................................................................................................... 7 pontos

2.2.

2.2.1. ...................................................................................................... 7 pontos

2.2.2. ...................................................................................................... 15 pontos

3.

3.1. .................................................................................................................. 7 pontos

3.2. .................................................................................................................. 8 pontos

4.

4.1. .................................................................................................................. 10 pontos

4.2. .................................................................................................................. 7 pontos

4.3. .................................................................................................................. 7 pontos

4.4.

4.4.1. ...................................................................................................... 8 pontos

4.4.2. ...................................................................................................... 12 pontos

4.5.

4.5.1. ...................................................................................................... 7 pontos

4.5.2. ...................................................................................................... 15 pontos

4.5.3. ...................................................................................................... 7 pontos____________________

TOTAL ....................................................... 200 pontos

715.V1/16


V.S.F.F.

715/C/1

COTAÇÕES

1.

1.1. .................................................................................................................. 7 pontos1.2. .................................................................................................................. 7 pontos1.3. .................................................................................................................. 7 pontos1.4.

1.4.1. ...................................................................................................... 6 pontos1.4.2. ...................................................................................................... 7 pontos1.4.3. ...................................................................................................... 14 pontos

1.5. .................................................................................................................. 8 pontos1.6. .................................................................................................................. 15 pontos

2.

2.1.

2.1.1. ...................................................................................................... 12 pontos2.1.2. ...................................................................................................... 7 pontos

2.2.

2.2.1. ...................................................................................................... 7 pontos2.2.2. ...................................................................................................... 15 pontos

3.

3.1. .................................................................................................................. 7 pontos3.2. .................................................................................................................. 8 pontos

4.

4.1. .................................................................................................................. 10 pontos4.2. .................................................................................................................. 7 pontos4.3. .................................................................................................................. 7 pontos4.4.

4.4.1. ...................................................................................................... 8 pontos4.4.2. ...................................................................................................... 12 pontos

4.5.

4.5.1. ...................................................................................................... 7 pontos4.5.2. ...................................................................................................... 15 pontos4.5.3. ...................................................................................................... 7 pontos

____________________

TOTAL ....................................................... 200 pontos




2006



• As classificações a atribuir a cada item são obrigatoriamente:– um número inteiro de pontos;– um dos valores apresentados nos respectivos critérios específicos de classificação.

• Todas as respostas dadas pelo examinando deverão estar legíveis e devidamente referenciadas, deforma que permitam a sua identificação inequívoca. Caso contrário, será atribuída a cotação de zero (0) pontos à(s) resposta(s) em causa.

• Se o examinando responder ao mesmo item mais do que uma vez, deverá ter eliminado, clara einequivocamente, a(s) resposta(s) que considerou incorrecta(s). No caso de tal não ter acontecido,será cotada a resposta que surge em primeiro lugar.

• Os cenários de metodologia de resposta apresentados para alguns itens abertos podem não esgotartodas as hipóteses de resposta. Deve ser atribuído um nível de desempenho equivalente se, emalternativa, o examinando apresentar uma outra metodologia de resolução igualmente correcta.

• Nos itens de escolha múltipla, se o examinando assinalar mais do que uma opção, deve ser atribuídaa cotação de zero pontos a esse item.

• Nos itens de verdadeiro/falso, são apresentadas nos critérios específicos as descrições dos níveisde desempenho, a que correspondem cotações fixas.

• Nos itens fechados de resposta curta, são apresentadas nos critérios específicos as descrições dosníveis de desempenho, a que correspondem cotações fixas.

• Se a resolução de um item envolve cálculos com grandezas vectoriais, o examinando poderá trabalharapenas com valores algébricos e, no final, fazer a caracterização vectorial das grandezas pedidas.

• Se a resolução de um item que envolve cálculos apresentar erro exclusivamente imputável àresolução numérica ocorrida num item anterior, ao item será atribuída a cotação total.

• Na escrita de qualquer equação química, quando esta tenha sido solicitada, será atribuída acotação de zero pontos se alguma das espécies químicas intervenientes estiver incorrectamenteescrita, se estiver incorrecta em função da reacção química em causa ou se a equação não estiverestequiométrica e electricamente acertada.

• Nos itens abertos em que é solicitada a escrita de um texto, os critérios de classificação estãoorganizados por níveis de desempenho, a que correspondem cotações fixas.O enquadramento das respostas num determinado nível de desempenho contempla aspectosrelativos aos conteúdos, à organização lógico-temática e à utilização de terminologia científica. Adescrição dos níveis referentes à organização lógico-temática e à terminologia científica é aseguinte:

Nível 3Composição coerente no plano lógico-temático (encadeamento lógico do discurso, deacordo com o solicitado no item). Utiliza a terminologia científica adequada / correcta.

Nível 2

Composição coerente no plano lógico-temático (encadeamento lógico do discurso, deacordo com o solicitado no item, podendo apresentar elementos irrelevantes). Utilizaocasionalmente terminologia científica não adequada e/ou com incorrecções.

Nível 1Composição com falhas no plano lógico-temático, mesmo que com correcta utilização determinologia científica.

715/C/2

• Nos itens abertos em que é solicitado o cálculo de uma grandeza, os critérios de classificaçãoestão organizados por níveis de desempenho, a que correspondem cotações fixas.

O enquadramento das respostas num determinado nível de desempenho contempla aspectosrelativos à metodologia de resolução e à existência, ou não, de erros de tipo 1(*) ou de tipo 2(**).

A descrição dos níveis de desempenho é a seguinte:


(*) Erros de tipo 1 – erros de cálculo numérico, transcrição incorrecta de dados, conversãoincorrecta de unidades ou ausência de unidades / unidades incorrectas noresultado final.

(**) Erros de tipo 2 – erros de cálculo analítico, erros na utilização de fórmulas e outros erros quenão possam ser incluídos no tipo 1.

• Se, nos itens abertos em que é solicitado o cálculo de uma grandeza, o examinando apresentarapenas o resultado final, mesmo que correcto, terá a cotação de zero (0) pontos.

Nível 4


Cotação

total

Nível 3


Nível 2


Nível 1



V.S.F.F.

715/C/3



1.2. Versão 1 – (D); Versão 2 – (B) .................................................................................... 7 pontos

1.3. Versão 1 – (C); Versão 2 – (C) .................................................................................... 7 pontos

1.4.1. Violeta ....................................................................................................................... 6 pontos

1.4.2. Versão 1 – (C); Versão 2 – (A) ................................................................................. 7 pontos

1.4.3. ................................................................................................................................... 14 pontos


• No espectro solar, existem riscas negras que se devem à absorção de radiação por átomosexistentes na atmosfera do Sol.

• Como algumas dessas riscas coincidem com as riscas dos espectros de emissão dos elementosreferidos, podemos concluir que esses elementos estão presentes na atmosfera solar.






1.5. Versão 1 – Verdadeiras: (B), (C), (E), (G); Falsas: (A), (D), (F), (H) ......................... 8 pontosVersão 2 – Verdadeiras: (A), (C), (E), (H); Falsas: (B), (D), (F), (G)


N.º de afirmações assinaladas

correctamente

Cotação

a atribuir

7 ou 8 8 pontos

5 ou 6 6 pontos

3 ou 4 3 pontos


Forma

Conteúdo


A composição contemplaos dois tópicos.


715/C/4

1.6. ...................................................................................................................................... 15 pontos

Uma metodologia de resolução deve apresentar, no mínimo, as seguintes etapas de resoluçãopara ser considerada correcta:

• Calcula a energia eléctrica necessária por ano (Enec = 2,76 × 1010 J)

• Calcula a energia fornecida por ano e por m2 (Efor = 2,75 × 109 J)

• Calcula a área de painéis necessária (A = 10,0 m2)ou

• Calcula a energia eléctrica necessária por ano (Enec = 2,76 × 1010 J)

• Calcula a energia solar necessária por ano (Esolar = 1,1 × 1011 J)

• Calcula a área de painéis necessária (A = 10,0 m2)




Nível 4


15 pontos

Nível 3


12 pontos

Nível 2


9 pontos

Nível 1



3 pontos

V.S.F.F.

715/C/5

2.1.1. ................................................................................................................................... 12 pontos


• A partir da análise do gráfico, verifica-se que, quando o pH da água é 9, a percentagem deHC�O é muito baixa.

• Sendo o composto HC�O o mais eficaz no processo de desinfecção, pode concluir-se que,nestas condições, não ocorreria a desinfecção da água da piscina.






2.1.2. Versão 1 – (D); Versão 2 – (A) ................................................................................. 7 pontos

2.2.1. Versão 1 – (A); Versão 2 – (B) ................................................................................. 7 pontos

2.2.2. ................................................................................................................................... 15 pontos

Uma metodologia de resolução deve apresentar, no mínimo, as seguintes etapas de resoluçãopara ser considerada correcta:

• Utilizando a expressão do produto iónico da água e identificando[H3O

+] = 3,16 × 10–6 mol L–1, calcula [OH–] ([OH–] = 3,16 × 10–9 mol L–1).• Utilizando a expressão do produto de solubilidade do hidróxido de alumínio, calcula

[A�3+] ([A�3+] = 5,68 × 10–8 mol L–1).• Comparando [A�3+] da água referida com o VMR do ião alumínio, verifica que a água é

adequada ao consumo humano.

Forma

Conteúdo


A composição contempladois tópicos.


715/C/6




3.1. Versão 1 – (D); Versão 2 – (C) .................................................................................... 7 pontos

3.2. ...................................................................................................................................... 8 pontosElementos correctos: bureta de 25,00 mL; pipeta volumétrica de 20,00 mL; pompete; gobelé;conjunto garra e noz; medidor de pH de bolso e suporte universal.

A classificação deste item utiliza os níveis de desempenho descritos na tabela seguinte.

Se o examinando seleccionar mais do que sete elementos, atribuir à resposta a cotação de zeropontos.

Nível 3 Indica apenas os 7 elementos correctos da lista. 8 pontos

Nível 2 Indica apenas 6 elementos correctos da lista. 7 pontos

Nível 1

Indica correctamente 6 elementos da lista e um incorrecto.ouIndica apenas 5 elementos correctos da lista.

3 pontos

Nível 4


15 pontos

Nível 3


12 pontos

Nível 2


9 pontos

Nível 1



3 pontos

V.S.F.F.

715/C/7

4.1. ...................................................................................................................................... 10 pontos

Exemplos de utilizações positivas:

– previsão meteorológica;

– cartografia;

– vigilância de incêndios;

– estudos de ambiente.

Nota: Se o examinando apresentar mais de dois exemplos, devem ser considerados apenas os dois primeiros.

4.2. Versão 1 – (D); Versão 2 – (D) .................................................................................... 7 pontos

4.3. Versão 1 – (C); Versão 2 – (C) .................................................................................... 7 pontos

4.4.1. ................................................................................................................................... 8 pontos

Uma metodologia de resolução deve apresentar, no mínimo, as seguintes etapas de resolução,para ser considerada correcta.

• Identifica o período do movimento do satélite com o de um dia terrestre.

• Utiliza a expressão ω = , para obter ω (ω = 7,27 × 10–5 rad s–1).


Nível 4


8 pontos

Nível 3


6 pontos

Nível 2


5 pontos

Nível 1



2 pontos

2π—–T

Apresenta dois exemplos correctos. 10 pontos

Apresenta, apenas, um exemplo correcto ou um exemplo correctoe outro incorrecto.

5 pontos

715/C/8


Erros de tipo 2 – erros de cálculo analítico, erros na utilização de fórmulas e outros erros quenão possam ser incluídos no tipo 1.

4.4.2. ................................................................................................................................... 12 pontos

Uma metodologia de resolução deve apresentar, no mínimo, as seguintes etapas de resolução,para ser considerada correcta:

• Identifica o período do movimento do satélite com o de um dia terrestre.

• Relaciona o módulo da velocidade linear do satélite com a distância r deste ao centro da Terrae o período T do movimento.

• Calcula a distância r do satélite ao centro da Terra, igualando a expressão da aceleraçãogravítica de um corpo a essa distância do centro da Terra à expressão do módulo daaceleração radial do corpo, num movimento circular com raio r.

• Utilizando F = GmM / r 2 ou F = 4π 2r m / T2, obtém o módulo da força gravítica (F = 1,1 × 103 N).




4.5.1. Versão 1 – (B); Versão 2 – (C) ................................................................................. 7 pontos

Nível 4


12 pontos

Nível 3


10 pontos

Nível 2


7 pontos

Nível 1



3 pontos

V.S.F.F.

715/C/9

4.5.2. ................................................................................................................................... 15 pontos

Uma metodologia de resolução deve apresentar, no mínimo, as seguintes etapas de resolução,para ser considerada correcta.

• Utiliza a expressão da conservação da energia mecânica durante o movimento do objecto

para obter e obtém v (v = 3,7 × 10 m s–1).

ou

• Utiliza a expressão , para obter t (t = 3,16 s).

• Utiliza a expressão vy = g t, para calcular a componente vertical da velocidade do objecto aoatingir a água.

• Utiliza a expressão e obtém v (v = 3,7 × 10 m s–1).




4.5.3. Versão 1 – (B); Versão 2 – (B) ................................................................................. 7 pontos

Nível 4


15 pontos

Nível 3


12 pontos

Nível 2


9 pontos

Nível 1



3 pontos

2 2= +x yv v v

21=

2h gt

2 20

1 1– =

2 2mv mv mgh

715/C/10

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(15

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) 2.1

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(7)

2.2

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) 3.1

.

(7)

3.2

.

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4.1

.

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) 4.2

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4.3

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4.4

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) 4.5

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Fis quim715 P2 V1 10 - Universidade NOVA de Lisboa

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